面对可用焦深日益缩短的趋势，高精度的焦面控制技术显得尤为重要。针对双工件台光刻机中采用的焦面控制技术，介绍了基于偏振调制的光栅检焦技术及其测量原理，研究了双工件台光刻机中的调平调焦技术。基于平面拟合、最小二乘法及坐标变换公式推导了曝光狭缝内离焦量计算公式；研究了一种离焦量解耦算法，该算法将曝光狭缝内离焦量解耦为调平调焦机构三个压电陶瓷的独立控制量，并使狭缝曝光场中心在调平调焦运动过程中不发生平移。经仿真分析表明，该算法可用于调平调焦精度优于10 nm 的高精度调焦调平系统, 能满足线宽小于100 nm 投影步进扫描光刻机的需要。

以锗基红外宽带增透膜(AR)为例，基于Matlab最优化工具箱，研究了多种局部优化算法在多层膜设计中的性能和反向工程算法开发中的可行性，并就数值实验中出现多解性问题的成因、分析及解决方案进行了探讨。结果表明，Matlab最优化工具箱中的导数算法在多层膜局部优化设计上具有更好的局部极值搜索性能和收敛速度；非导数算法性能较差且收敛时间较长，但具有更多的搜索路径，较适用于设计初期开拓搜索方向。在多层膜反演中，导数算法中的非线性最小二乘估计指令lsqnonlin和非线性方程求解指令fsolve的性能出色，建议作为多层膜反向工程问题的主要算法。无约束优化指令fminunc性能次之，约束优化指令fmincon再次之，可作为备用反演算法。而多目标优化指令fminimax和其余非导数算法由于算法的性能不足和自身内在多解性的原因，不利于多层膜的反演，容易得到错误的结果，不建议作为反演算法使用，仅可作为可选算法以供对比参考。

目前光学薄膜设计大多为单目标寻优设计，难以满足一些复杂光学薄膜的需求。构建出光学薄膜的多目标优化膜系，设计一种新型、高效的多目标遗传算法（DMOGA）用于模型的求解。该算法使用基于支配关系的选择策略、基于动态聚集距离削减非支配解集规模、动态调整算法运行参数等策略使得DMOGA不仅容易实现，而且能得到较好分布性和逼近性的解。将DMOGA应用于光学薄膜的优化设计实例中，取得良好的效果，表明了多目标优化在光学薄膜设计中的有效性以及应用前景。

基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉（MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性, 实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明, 施加轴向应力范围为0~500 με时, 传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移, 在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με; 外界折射率在1.331~1.398 RIU（RIU为单位折射率）范围时, 传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移, 在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU; 且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量, 具有非常广阔的应用前景。

随机并行梯度下降算法是一种极具应用潜力的自适应光学系统控制算法,具有不依赖波前传感器直接对系统性能指标进行优化的特点。基于32单元变形镜、CCD成像器件等建立自适应光学系统随机并行梯度下降控制算法实验平台。考察算法增益系数和扰动幅度对校正效果和收敛速度的影响,验证随机并行梯度下降算法的基本原理。实验结果表明参量选取合适的情况下,随机并行梯度下降控制算法对静态或慢变化的畸变波前具有较好的校正能力。根据实验结果分析了影响随机并行梯度下降算法校正速度的主要因素。

内容概要：本文详细介绍了利用COMSOL进行单介质柱二次谐波（SHG）仿真的全过程。首先构建了几何结构，包括二氧化硅圆柱及其周围的空气域，并设置了正确的材料属性，如非线性极化率。接着，物理场设置涵盖了基频和二次谐波的电磁波频域接口配置，确保两者之间的正确耦合。网格划分方面，强调了边界层网格的重要性以及参数的选择。求解器配置中提到了非线性迭代收敛的问题解决方法。最后，展示了如何通过后处理获取并分析谐波场分布和转换效率。 适合人群：从事非线性光学研究的科研人员和技术爱好者，尤其是那些希望深入了解COMSOL软件在微纳光学设计中应用的人群。 使用场景及目标：适用于需要模拟和优化微纳结构中二次谐波生成的研究项目。目标是帮助用户掌握从建模到求解再到结果分析的一系列技能，提高仿真的准确性和效率。 其他说明：文中提供了大量具体的参数设置和代码片段，便于读者直接应用于自己的模型中。此外，还分享了一些调试经验和常见错误避免的方法。

针对复杂天空背景条件下低信噪比的红外弱小目标跟踪问题, 设计了一种多目标跟踪系统。首先计算红外图像的光流场, 结合阈值分割和形态学滤波等数学方法检测出目标; 在该结果的基础上, 结合目标运动的连续性, 运用邻域轨迹预测的方法滤除检测过程中产生的噪声; 随后运用卡尔曼滤波轨迹预测的方法解决在跟踪过程中目标丢失的问题, 并解决当多目标轨迹出现交联时如何辨识出各个目标轨迹的问题。该系统充分运用了目标的运动特性避免了噪声的干扰和目标轨迹混淆。使用长波红外热像仪采集的红外序列图像对系统进行了验证, 实验结果及相应理论分析表明该系统可有效实现复杂背景下的红外弱小目标跟踪。

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Comsol微环谐振腔的环形波导耦合技术与波束包络及波动光学模块的对比研究,探索Comsol微环谐振腔与环形波导耦合技术：波束包络与波动光学模块的对比研究,Comsol微环谐振腔，环形波导耦和。 对比波束包络和波动光学两个不同模块。 ,Comsol微环谐振腔; 环形波导耦合; 波束包络; 波动光学; 对比分析。,Comsol微环谐振腔对比波束包络与波动光学模块 在光学与微电子领域，微环谐振腔和环形波导耦合技术是实现高效光学通信与信息处理的关键技术之一。微环谐振腔因其尺寸微小、品质因数高以及易于集成等优点，在光子集成电路中具有广泛的应用前景。环形波导作为一种有效的波导结构，能够有效地引导和控制光波在微小空间中的传播，其与微环谐振腔的耦合技术成为了研究的热点。 波束包络方法是一种近似的数学模型，它通过模拟波束的传播行为来预测光波在波导中的传播特性。与传统的波动光学方法相比，波束包络方法通常具有计算复杂度低、分析速度快等优势，适用于初步设计与快速分析。波动光学方法则更加精细，它基于麦克斯韦方程组对电磁波的传播进行完整的描述，因此能够提供更为准确和详尽的波导特性，但计算成本相对较高。 本研究的目的是对比分析COMSOL Multiphysics仿真软件中两种不同模块——波束包络和波动光学模块在模拟微环谐振腔与环形波导耦合时的准确性与效率。通过对比，研究者能够更好地了解不同模块在处理类似问题时的优缺点，从而为实际工程应用提供理论依据和技术指导。例如，在进行初步设计时，波束包络方法可能是一个更高效的选择，而在对设计结果进行精确验证时，则可能需要应用波动光学方法。 COMSOL Multiphysics是一款多物理场耦合仿真软件，它允许用户对光学、电磁学、流体力学等多个物理场进行模拟分析。在微环谐振腔与环形波导耦合的仿真研究中，利用该软件可以模拟光波在微环谐振腔与环形波导之间的耦合过程，以及在此过程中产生的诸如谐振频率、Q因子、场分布等重要参数。 本研究的深入探讨，不仅有助于推动微环谐振腔和环形波导耦合技术的发展，还能够促进光子集成电路领域相关技术的革新与进步。通过对微环谐振腔与环形波导耦合技术的深入解析，以及波束包络与波动光学模块的对比分析，可以为研究人员和工程师提供一个更加全面、精确的设计和分析工具，从而加速新型光学器件的开发和优化。 此外，随着集成光学技术的快速发展，微环谐振腔与环形波导耦合的研究不仅限于基础理论探索，还包括其在实际应用中的表现。诸如在光通信、光学传感、光学信号处理等领域的应用，都对微环谐振腔的设计提出了新的挑战和要求。因此，本研究不仅具有重要的理论价值，同时也具有显著的实际应用意义。 本研究将通过对COMSOL Multiphysics软件中波束包络和波动光学模块的对比分析，深入探索微环谐振腔与环形波导耦合技术，为相关领域提供更加精确的设计方案和技术支持。通过这项研究，可以加深我们对微环谐振腔和环形波导耦合技术的理解，推动光学和微电子技术的发展。

内容概要：本文详细探讨了在Comsol软件中，利用波束包络模块和波动光学模块对微环谐振腔与环形波导耦合进行仿真的优劣比较。波束包络模块适用于长距离传播且光束宽度远大于波长的情况，计算效率高，但精度有限；波动光学模块基于麦克斯韦方程组，能精确描述光的行为，但计算量大。文中通过具体代码示例展示了两个模块的设置方法，并讨论了它们在不同场景下的适用性和性能表现。 适合人群：从事光学仿真、微环谐振腔研究及相关领域的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标：① 对于初步探索或对计算效率要求较高的场合，推荐使用波束包络模块；② 需要高精度仿真，尤其是涉及细微光学现象的研究，则更适合使用波动光学模块。 其他说明：文章还提到了网格划分、边界条件设置等方面的注意事项，并给出了混合使用两种模块的实际案例，帮助用户更好地理解和选择合适的方法。