[发明专利]一种基于粒子群算法的阵列波导器件对准耦合方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于阵列波导器件领域，尤其涉及一种基于粒子群算法的阵列波导器件对准耦合方法与装置。

背景技术

阵列波导器件是光网络通信系统中的关键部件，主要用于光信号的转换和传输。随着光通信系统的高速发展，该领域对阵列波导器件的需求越来越大，对器件的质量要求也越来越高。但是阵列波导器件较高的成本成为制约光网络通信发展的因素之一，阵列波导器件的制造成本主要集中在封装过程中，而封装过程的关键技术则是光子器件的耦合与对准，所以高效耦合对准算法的提出对集成光子器件的成本降低和质量提高有重要意义。

目前，在阵列波导器件封装制造业中，国内广泛采用的是手动工艺来进行阵列波导器件的对准耦合。传统的阵列波导器件对准耦合方法存在对准精度低，需要较多的耦合次数，搜索效率低，波导芯片与阵列光纤的低损耗快速对准耦合的自动化程度低的问题。而自动化对准的速度快，耦合结果好，劳动力成本较低，是阵列波导器件对准耦合工艺的发展方向。但全自动的阵列波导器件封装又被少数几家国外企业垄断，因此对阵列波导器件自动化对准耦合装置及算法的研究可以有效的打破国外垄断，降低阵列波导器件的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于粒子群算法的阵列波导器件对准耦合方法与装置，旨在解决传统的阵列波导器件对准耦合方法存在对准精度低，需要较多的耦合次数，搜素效率低，波导芯片与阵列光纤的低损耗快速对准耦合的自动化程度低的问题。

本发明是这样实现的，一种基于粒子群算法的阵列波导器件对准耦合方法，该基于粒子群算法的阵列波导器件对准耦合方法包括：

步骤一：对阵列波导器进行初始寻光；

步骤二：基于粒子群算法—数学优化寻找峰值位置，加入自适应变化惯性权重并进行仿真分析；

步骤三：采用有限测量光功率值并进行优化迭代；

步骤四：通过优化迭代找到实际峰值位置。

进一步，该基于粒子群算法寻找峰值的方法为初始化粒子群体，初始化完成后通过计算各粒子的适应度来更新粒子的位置和速度，当搜索目标符合阀值要求之后，搜索终止。

进一步，可以用改进粒子群算法代替粒子群算法，改进粒子群算法是采用引入交叉机制的杂交PSO模型与自适应变化惯性权重相结合的粒子群算法，杂交PSO模型把选择机制引入基本粒子群算法中，对每一次迭代产生的新粒子根据适应度进行选择，以适应度高的部分粒子取代适应度低的部分粒子。

进一步，交叉机制类似于遗传算法中的交叉遗传，以交叉概率选择待交叉粒子，两两组合交叉操作之后产生新粒子，新粒子的位置和速度矢量如下式所示：

child1(x→)=p*parent1(x→)+(1.0-p→)*parent2(x→)]]>