用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法及相关装置，方法包括：获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗；采用改进全连接折射率预测模型对谐振波中心波长和透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率；改进全连接折射率预测模型基于Dropout算法和relu激活函数训练出最优权值后构建得到。依据的参数符合实际情况，能够确保预测的折射率可靠性；从采用预测方法而言，模型是针对性构建与训练得到的，可以确保预测结果的准确性。因此，本申请能够解决现有级联长周期光纤光栅技术难以获取到准确可靠的折射率，导致级联长周期光纤光栅的应用受限的技术问题。光栅的应用受限的技术问题。光栅的应用受限的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法及相关装置


[0001]本申请涉及神经网络
，尤其涉及用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法及相关装置。

技术介绍

[0002]长周期光栅作为一种不同于布拉格光栅的损耗型光纤滤波器，在光纤通信和光纤传感领域得到了更广泛的应用。根据光纤光栅周期的长短不同，可将周期性的光纤光栅分为短周期和长周期两类。级联长周期光栅可以看作两段长周期光栅被长度为d的级联光纤和大小为Φ的初始相移分开的一种长周期光栅组合。
[0003]在级联长周期光纤光栅的折射率传感测量中，根据折射率灵敏度表达公式，难以根据得到的光谱波长推算出准确可靠的折射率；这会导致级联长周期光纤光栅在光纤传感器等领域的应用受限，不利于其发展。

技术实现思路

[0004]本申请提供了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法及相关装置，用于解决现有级联长周期光纤光栅技术难以获取到准确可靠的折射率，导致级联长周期光纤光栅的应用受限的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，包括：
[0006]获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗；
[0007]采用改进全连接折射率预测模型对所述谐振波中心波长和所述透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率；
[0008]所述改进全连接折射率预测模型基于Dropout算法和relu激活函数训练出最优权值后构建得到。
[0009]优选地，所述采用改进全连接折射率预测模型对所述谐振波中心波长和所述透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率，之前还包括：
[0010]获取多组历史谐振波中心波长和历史透射损耗，构建折射训练集，所述折射训练集包括实际折射率；
[0011]基于Dropout算法、relu激活函数和预测误差根据所述折射训练集对初始全连接折射率预测模型进行预测训练，得到改进全连接折射率预测模型。
[0012]优选地，所述获取多组历史谐振波中心波长和历史透射损耗，构建折射训练集，之后还包括：
[0013]对所述历史谐振波中心波长和所述历史透射损耗进行归一化处理。
[0014]优选地，所述基于Dropout算法、relu激活函数和预测误差根据所述折射训练集对初始全连接折射率预测模型进行预测训练，得到改进全连接折射率预测模型，还包括：
[0015]根据预测训练得到的预测结果和所述实际折射率计算预测误差。
[0016]本申请第二方面提供了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测装置，包括：
[0017]数据获取单元，用于获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗；
[0018]折射预测单元，用于采用改进全连接折射率预测模型对所述谐振波中心波长和所述透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率；
[0019]所述改进全连接折射率预测模型基于Dropout算法和relu激活函数训练出最优权值后构建得到。
[0020]优选地，还包括：
[0021]数据集构建单元，用于获取多组历史谐振波中心波长和历史透射损耗，构建折射训练集，所述折射训练集包括实际折射率；
[0022]模型训练单元，用于基于Dropout算法、relu激活函数和预测误差根据所述折射训练集对初始全连接折射率预测模型进行预测训练，得到改进全连接折射率预测模型。
[0023]优选地，还包括：
[0024]归一化处理单元，用于对所述历史谐振波中心波长和所述历史透射损耗进行归一化处理。
[0025]优选地，还包括：
[0026]误差计算单元，用于根据预测训练得到的预测结果和所述实际折射率计算预测误差。
[0027]本申请第三方面提供了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测设备，所述设备包括处理器以及存储器；
[0028]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0029]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法。
[0030]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法。
[0031]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0032]本申请中，提供了用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，包括：获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗；采用改进全连接折射率预测模型对谐振波中心波长和透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率；改进全连接折射率预测模型基于Dropout算法和relu激活函数训练出最优权值后构建得到。
[0033]本申请提供的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，采用改进全连接折射率预测模型对级联长周期光纤光栅的折射率进行预测操作，而且输入模型的是级联长周期光纤光栅的关键参数谐振波中心波长以及透射损耗；依据的参数符合实际情况，能够确保预测的折射率可靠性；从采用预测方法而言，模型是针对性构建与训练得到的，可以确保预测结果的准确性。因此，本申请能够解决现有级联长周期光纤光栅技术难以获取到准确可靠的折射率，导致级联长周期光纤光栅的应用受限的技术问题。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例提供的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法的流程示意图；
[0035]图2为本申请实施例提供的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测装置的结构示意图；
[0036]图3为本申请实施例提供的改进全连接折射率预测模型网络结构示意图；
[0037]图4为本申请实施例提供的实际折射率与预测折射率曲线示意图；
[0038]图5为本申请实施例提供的改进全连接折射率预测模型相对损失曲线示意图。
具体实施方式
[0039]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0040]为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法的实施例，包括：
[0041]步骤101、获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗。
[0042]级联长周期光栅可以看作两段长周期光栅被长度为d的级联光纤和大小为Φ的初始相移分开的一种长周期光栅组合；可以应用在光纤光栅传感器中，本实施例提供的折射率预测方法能够为其应用提供良好的理论支撑。
[0043]需要说明的是，选取中心干涉峰是因为此处分辨度最高，谐振波中心波长和透射损耗可以通过计算或者直接获取的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，其特征在于，包括：获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗；采用改进全连接折射率预测模型对所述谐振波中心波长和所述透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率；所述改进全连接折射率预测模型基于Dropout算法和relu激活函数训练出最优权值后构建得到。2.根据权利要求1所述的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，其特征在于，所述采用改进全连接折射率预测模型对所述谐振波中心波长和所述透射损耗进行特征分析，并预测出当前折射率，之前还包括：获取多组历史谐振波中心波长和历史透射损耗，构建折射训练集，所述折射训练集包括实际折射率；基于Dropout算法、relu激活函数和预测误差根据所述折射训练集对初始全连接折射率预测模型进行预测训练，得到改进全连接折射率预测模型。3.根据权利要求2所述的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，其特征在于，所述获取多组历史谐振波中心波长和历史透射损耗，构建折射训练集，之后还包括：对所述历史谐振波中心波长和所述历史透射损耗进行归一化处理。4.根据权利要求2所述的用于级联长周期光纤光栅的折射率预测方法，其特征在于，所述基于Dropout算法、relu激活函数和预测误差根据所述折射训练集对初始全连接折射率预测模型进行预测训练，得到改进全连接折射率预测模型，还包括：根据预测训练得到的预测结果和所述实际折射率计算预测误差。5.用于级联长周期光纤光栅的折射率预测装置，其特征在于，包括：数据获取单元，用于获取当前级联长周期光纤光栅的光信号的中心干涉峰的谐振波中心波长以及透射损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海明，康勰，申方成，谢康，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：