طراحی فیلترهای توری پراشی با استفاده از الگوریتم های تکاملی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشکده فنی مهندسی -دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشده فنی مهندسی -دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 دانشکده مهندسی اپتیک و لیزر- دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

چکیده: فیلترهای توری پراشی نوع جدیدی از فیلترهای نوری هستند که بر مبنای تشدیدی مود هدایت­شده هستند و دارای کاربردهای روزافزونی در آشکارسازها، پردازشگرهای نوری، تزویج­کننده­ها و غیره هستند. هدف از طراحی این فیلترها انتخاب مناسب پارامترهای هندسی است. با انتخاب دقیق این پارامترها، فیلترهایی با بازدهی بالا در یک فرکانس رزونانس طراحی می­شوند. طراحی این فیلترها با ویژگی­های طیفی دقیق موضوعی جالب و درعین­حال پیچیده­ای برای بیشتر محققان است. در این مقاله با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری خفاش و با تابع هدف مناسب، یک روش جدید برای طراحی این فیلترها، در محدوده طول‌موج‌های مرئی ارائه گردیده است. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که روش ارائه­شده دارای دقت بالا در زمان محاسبه قابل قبولی نسبت به روش­های دیگر است.  

کلیدواژه‌ها


[1]T. K. Gaylord and M. G. Moharam, “Analysis and applications of optical diffraction by gratings,” Proceedings of the IEEE, vol. 73, no. 5, pp. 894–937, 1985.
[2]R. Magnusson and S.-S. Wang, Optical guided-mode resonance filter. Google Patents, 1993.
[3]S. Tibuleac, R. Magnusson, T. A. Maldonado, P. P. Young, and T. R. Holzheimer, “Dielectric frequency-selective structures incorporating waveguide gratings,” Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol. 48, no. 4, pp. 553–561, 2000.
[4]C. M. Wang, J. Y. Chang, C. L. Hsu, C. C. Lee, and J. C. Yang, “Si-based guided-mode resonance filter on a micro-optical bench,” Electronics Letters, vol. 40, no. 21, pp. 1335–1336, 2004.
[5]Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, “High-efficiency guided-mode resonance filter,” Optics letters, vol. 23, no. 19, pp. 1556–1558, 1998.
[6]S. Tibuleac and R. Magnusson, “Narrow-linewidth bandpass filters with diffractive thin-film layers,” Optics letters, vol. 26, no. 9, pp. 584–586, 2001.
[7]M. Shokooh-Saremi and R. Magnusson, “Particle swarm optimization and its application to the design of diffraction grating filters,” Optics letters, vol. 32, no. 8, pp. 894–896, 2007.
[8]T. K. Gaylord and M. G. Moharam, “Analysis and applications of optical diffraction by gratings,” Proceedings of the IEEE, vol. 73, no. 5, pp. 894–937, 1985.
[9]W. Lee and F. L. Degertekin, “Rigorous coupled-wave analysis for multilayered grating structures,” in Integrated Optoelectronics Devices, 2003, pp. 264–273.
[10]M. G. Moharam, T. K. Gaylord, E. B. Grann, and D. A. Pommet, “Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings,” JOSA A, vol. 12, no. 5, pp. 1068–1076, 1995.
[11]X.-S. Yang, “A new metaheuristic bat-inspired algorithm,” in Nature inspired cooperative strategies for optimization (NICSO 2010), Springer, 2010, pp. 65–74.
[12]J.  Kennedy and  R. Eberhart,  “Particle swarm optimization.” Proc. IEEE International Conf. on Neural Networks (Perth,  Australia),  IEEE  Service  Center, Piscataway, NJ, 1995.
[13]T. C. Bora, L. dos S. Coelho, and L. Lebensztajn, “Bat-inspired optimization approach for the brushless DC wheel motor problem,” Magnetics, IEEE Transactions on, vol. 48, no. 2, pp. 947–950, 2012.
[14]W. Chegal,  H. M. Cho and Y. J. Cho, “Analysis of Guided-mode Resonant Grating Filters by Using a Rigorous Coupled-wave Method,” Journal of the Korean Physical Society, vol. 59, no. 2, August 2011, pp. 326-331.
[15]M. Shokooh-Saremi and R. Magnusson, “Design and Analysis of Resonant Leaky-mode Broadband Reflectors,” Journal of Mathematics, 2008.
[16]S. Saremi, S. M. Mirjalili, and S. Mirjalili, “Chaotic krill herd optimization algorithm,” Procedia Technology, vol. 12, pp. 180–185, 2014.