本发明专利技术提供一种光波导列阵-光纤列阵自动对接耦合的并行指标优化方法，包括：建立光波导列阵-光纤列阵自动调芯物理参数与并行指标优化模型间的映射，获取第一目标函数和第二目标函数；调设定最大进化代数，输入用单模光纤列阵和输出用单模光纤列阵按每个个体的规定用指定的方向姿态进入指定的空间位置，并读取、记录、存储两个或两个以上波导通道的光功率值，计算Pareto秩和拥挤距离；完成对一代种群中个体的评价，采用交叉、变异和末位淘汰产生下一代种群，累计进化代数，判断进化次数是否达到最大进化代数，若是，结束进程；若否，返回交叉的步骤。本发明专利技术有效地提高了光纤列阵-波导器件-光纤列阵系统低损耗快速对接耦合的自动化程度和工作效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信领域中、光波导器件与单模光纤列阵的自动连接禪合技术和封 装
，设及一种并行指标优化方法，特别是设及一种光波导列阵-光纤列阵自动对 接禪合的并行指标优化方法。
技术介绍
近年来，在光通信干线网的超高速传输实验、W及接入网的光纤到户技术中，越来 越多地采用了光波导器件。在光纤网络中导入光波导器件，必须解决光纤和光波导的连结 封装。其中要解决的一个关键技术是光波导器件与光纤列阵的低损耗对接。国际上的先进 指标是每端损耗低于0. 1地。要达到该一指标，一方面要求光波导的模场分布尽可能与光纤 的一致，另一方面必须要求光波导与光纤的光轴对准精度控制在0. 1ymW下。 利用高精度调节装置、采用手动操作来实现光波导器件与光纤列阵的低损耗对 接，技术要求很高，特别是在禪合进入0.3地后，作为操作判据的微变信号精确测试是技术 关键，相应的微操作十分困难，因此效率很低、重复性很差。采用自动化技术实现光波导与 光纤之间的高效率、低损耗对接禪合是一种有效的手段，常规自动调巧方法沿袭手动操作 的思路，通过扫描微调波导光轴与光纤光轴的相对位置来获得尽可能大的禪合效率。 常规自动调巧方法依赖于对微变信号的精确测试，不仅要求调节架的导轨有非常 高的走行精度，还要求探测器有很高的灵敏度。一般情况下，由于精度原因和各种随机误 差，常常导致调巧的重复性不好。近年报道了一种新的质屯、调巧法用于解决该个问题，该 方法避开直接寻找峰值位置，采用测量计算峰值附近的禪合效率分布的质屯、来确定峰值位 置。从原理上克服了常规调巧过程依赖于对微变信号精确测试的困难。为解决常规调巧过 程依赖于对微变信号精确测试困难，现有的自动调巧装置的工作原理建立在光信号的反馈 伺服基础上，表现出很强的逻辑性。必须通过初调使得光纤-波导-光纤间实现通光，计算 机与功率计间的反馈通道进入可运行状态时，自动调巧程序方能生效。初调通光工作仍然 需要人工操作来完成，该个工作对操作人员的技术要求很高，依赖操作者的熟练程度，时间 无法一概而论。鉴此，之后又提出了一种采用遗传算法的自动调巧方法和系统，一个重要改 善是初调通光实现了自动化，对人的依赖大幅减少。而该调巧方法和系统不受反馈处理的 强逻辑性限制，允许采用空间各维的并行操作，但是每代种群须含数十~数百个个体，意味 着每遗传一代至少须进行数十组并行操作，光纤列阵与光波导列阵调巧的寻优收敛需历经 近100代的遗传，总的并行操作达数千组，费时要数十分钟。另外，列阵对接自动调巧设及 的是一个双目标优化问题，既要求各个通道有高的禪合效率，又希望各通道禪合效率之间 有良好的均匀性。由于分立的列阵器件不可避免地存在通道间隔误差，实际调巧时，两个 目标的实现过程常常是互相冲突的，不可能同时得到满足。两个指标中何重何轻由加权左 右，但是权重比例的合理设定至今仍是一件困难事情，一般只能采用反复试调逐渐修正的 方法。因此，现有技术会产生自动调巧操作量过大，权重比例设定困难的问题。 因此，如何提供一种光波导列阵-光纤列阵自动对接禪合的并行指标优化方法， w解决现有技术中的调巧方法自动操作量过大，权重比例设定困难等种种缺陷，实已成为 本领域从业者亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于W上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种光波导列阵-光纤列 阵自动对接禪合的并行指标优化方法，用于解决现有技术中调巧方法自动操作量过大，权 重比例设定困难的问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种光波导列阵-光纤列阵自动对 接禪合的并行指标优化方法，包括：建立光波导列阵-光纤列阵自动调巧物理参数与并行 指标优化模型之间的映射，其中调巧时波导光轴与光纤光轴之间某个空间相对位置和方向 对应并行指标优化模型中的个体，所述空间相对位置和方向的集合对应并行指标优化模型 中的种群，空间坐标轴参量对应并行指标优化模型中的染色体，调巧过程获取两个或两个 W上波导通道的光功率之和对应并行指标优化模型中的第一目标函数，调巧过程获取两 个或两个W上波导通道的光功率的最大值和最小值之差对应并行指标优化模型中的第二 目标函数；采用计算机控制、步进电机驱动方式调整输入用单模光纤列阵和输出用单模光 纤列阵，使之分别与光波导输入端口和输出端口的对准偏差在预定对准偏差范围内，设定 最大进化代数，随机产生初始种群，输入用单模光纤列阵和输出用单模光纤列阵按每个个 体的规定用指定的方向姿态进入指定的空间位置，并读取、记录、存储两个或两个W上波 导通道的光功率值，该读取、记录、存储过程按个体顺序依次进行，利用获取的光功率值计 算每个个体的Pareto秩和拥挤距离；按照Pareto秩号小的个体优于Pareto秩号大的个 体、Pareto秩号相同的两个个体中拥挤距离大的个体优于拥挤距离小的个体的原则，完成 对一代种群中所有个体的评价后，采用交叉、变异和末位淘汰的步骤产生下一代种群，所述 交叉、变异和末位淘汰的步骤迭代进行，累计进化代数，判断进化次数是否达到最大进化代 数，若是，结束进程，完成一次波导-光纤自动调巧过程；若否，返回继续执行所述交叉的步 骤。[000引可选地，所述预定对准偏差范围为-50ym至巧0ym范围；所述初始种群中个体数 目为30或30W上；所述最大进化代数大于或等于35。 可选地，所述空间坐标轴参量为空间11维的坐标轴参量，包括输入端一侧除了绕 光纤光轴转动W外的5维坐标轴参量和输出端一侧的6维坐标轴参量，该11维坐标轴变量 用实数数组编码。 可选地，所述并行指标优化模型中的第i个个体通过任意第i个所述实数数组编 码的11维坐标轴变量构成；其中，i大于等于1。 可选地，所述第一目标函数表示为扣1)，所述第二目标函数表示为f2扣1) ;fi化） =-化化)+P2化)]审扣1)=|Pl扣1)斗2化）I ;其中，Pi扣1)和P2化）分别为调忍位置处于 由第i个个体&规定的空间方位时、由两个采样测得的输出光功率。 可选地，所述个体的Pareto秩由第一预定规则计算得到；所述第一预定规则为： 对于任意第i个个体Ui，若与另一个第j个个体Uj. ^i存在一种目标函数值关系；所述目标 函数值关系为；扣1) > 扣J^1)，及f2扣1) >f2扣J^1);则第i个个体Ui的Pareto秩号 增加1，否则第i个个体Ui的Pareto秩号增加0 ;通过与第i个个体U义外的所有个体逐 一比较，累计得到第i个个体Ui的Pareto秩号的值。 可选地，第i个个体Ui的拥挤距离通过第二预定规则计算得到；对于种群中 具有相同Pareto秩号，把具有相同Pareto秩号的k个个体Ui按照f1化）< 化4)， 其中，m= 1，2，…，k-1屯扣n) <f2扣。+1)，其中，n= 1，2，…，k-1 ;的顺序分别用过 渡性的m下标和n下标排列；计算与所述第一目标函数扣m)相关的拥挤距当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光波导列阵‑光纤列阵自动对接耦合的并行指标优化方法，其特征在于，包括：建立光波导列阵‑光纤列阵自动调芯物理参数与并行指标优化模型之间的映射，其中调芯时波导光轴与光纤光轴之间某个空间相对位置和方向对应并行指标优化模型中的个体，所述空间相对位置和方向的集合对应并行指标优化模型中的种群，空间坐标轴参量对应并行指标优化模型中的染色体，调芯过程获取两个或两个以上波导通道的光功率之和对应并行指标优化模型中的第一目标函数，调芯过程获取两个或两个以上波导通道的光功率的最大值和最小值之差对应并行指标优化模型中的第二目标函数；采用计算机控制、步进电机驱动方式调整输入用单模光纤列阵和输出用单模光纤列阵，使之分别与光波导输入端口和输出端口的对准偏差在预定对准偏差范围内，设定最大进化代数，随机产生初始种群，输入用单模光纤列阵和输出用单模光纤列阵按每个个体的规定用指定的方向姿态进入指定的空间位置，并读取、记录、存储两个或两个以上波导通道的光功率值，该读取、记录、存储过程按个体顺序依次进行，利用获取的光功率值计算每个个体的Pareto秩和拥挤距离；按照Pareto秩号小的个体优于Pareto秩号大的个体、Pareto秩号相同的两个个体中拥挤距离大的个体优于拥挤距离小的个体的原则，完成对一代种群中所有个体的评价后，采用交叉、变异和末位淘汰的步骤产生下一代种群，所述交叉、变异和末位淘汰的步骤迭代进行，累计进化代数，判断进化次数是否达到最大进化代数，若是，结束进程，完成一次波导‑光纤自动调芯过程；若否，返回继续执行所述交叉的步骤。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈抱雪，周建忠，依晓春，江斌，宋杰，
申请(专利权)人：上海电缆研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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