弱光探测器中复合抛物面聚光镜（CPC）的优化设计.pdf

维普资讯 第34卷第5期 光 学 技 术 Vo1_34No．5 2008年 9月 OPTICALTECHNIQUE Sep． 2008 文章编号：1002—1582(2008)05—0693—03 弱光探测器中复合抛物面聚光镜(CPC)的优化设计 王鑫，牛丽红 ，王淑岩 (深圳大学 光电子学研究所，广东 深圳 518060) 摘 要：基于非成像光学的原理，设计并研制 了一种新 的复合抛物面聚光镜 (Compoundparabolicconcentrator， CPC)。提出基于遗传算法的聚光镜优化设计方法，将透过率作为遗传进化的 目标 函数 ，通过控制遗传算法的遗传进化 方向，对CPC的结构进行优化调整。仿真实验结果表 明，优化后的聚光镜入射孔径 lOOmm，聚光 比2．5：1，轴向长度 84mm。当入射角为 30。时，透过率达到75％以上。将此聚光镜应用于弱光探测器中，可以较好地满足器件的需要。 关 键 词：复合抛物面聚光器；优化设计 ；遗传算法 ；弱光探测 中图分类号：TB133TN152 文献标识码：A ． Optimizationdesignofcompoundparabolicconcentrator intheweaklightdetector WANG Xin，NIULi—hong，WANG Shuyan (InstituteofOptoelectronicsinShenzhenUniversity，Shenzhen 518060，China) Abstract：Anovdocmpoundparabolicconcentrator(cpc)isdesignedanddevelopedbasedontheprincipleoftheDon— imagingoptics．Theoptimizationdesignmethodisproposedbasedonthegeneticalgorithm (GA)，thefitnessfunctionisthe trnasmissionrate，andtheoptimizationontheCPCstructureisachievde bycontrollingtheGA inheritanceevolutiondirection． Simulationexperimentresultsshowthatthetransmissionrateoftheoptimizde concentratorisabove75％forincidentangleof 30。．Inthiscase，theincidentdiameter，concentratingratenadaxiallengthofconcentratorrae100mm ，6．25，84mm respce— tively．Theocncentratorisusde inweaklightdetcetornadsatisfiedresultisobtainde． Keywords：ocmpoundparabolicconcnetrator；optimizationdesign；geneticalgorithm ；weaklightdetcetor 10％～20％左右，虽然Ⅲ一V族半导体透射式光阴 0 引 言 极的量子效率可以达到40％，但寿命相对较短，真 弱光探测技术在高分辨率的光谱测量、非破坏 空要求苛刻，制造成本较高。反射式光电阴极的量 性物质分析、高速现象检测、精密分析、大气