[发明专利]评估垂直腔面发射激光器L-I故障诊断模型的优化方法

权利要求书

1.一种评估垂直腔面发射激光器L-I故障诊断模型的优化方法，其特征在于包括如下步骤：

L-I确定模型参数模块以实测数据为基础，根据已知的关于垂直腔面发射激光器VCSEL的经验公式以及实测值，代入VCSEL的输出光功率与驱动电流、输入电压、斜坡效率、热力学阻抗、热偏置电流、环境温度，推导各个变量与模型参数之间的关系表达式，计算机求解出模型参数后，将各个参数带入到推导出的各变量间关系表达式：

P₀＝η(I-I_th0-I_off(T₀+(VI-P₀)R_th))

其中，P₀是VCSEL的输出光功率，I是注入到激光器的外部驱动电流，η是与温度相关的斜坡效率，R_th为VCSEL的热力学阻抗，I_off是与温度相关的经验热偏置电流，I_tho是常数，T₀为环境温度，V是输入电压；然后利用最小二乘回归对模型参数进行建模，结合自适应时刻估计Adagrad算法对回归模型进行参数求解计算，求解得到垂直腔面发射激光器L-I模型的模型参数，得到模型参数的优化值，同时，L-I模型改进模块采用加入线性整流函数修正模型和加入权重参数分析实测值的零值干扰，加入正则项、Adam算法和初始化偏差修正模型，计算L-I模型的精度值，分析波动范围和产生误差，并进行针对性优化后再进行模型迭代，得到最新的L-I模型参数，利用新模型重新绘制不同温度下的L-I曲线，并与改进前的原模型中的曲线逐一进行了比较，评估得到L-I模型的模型参数；然后重新修改模型参数，推测出光通信设备系统正常使用的环境温度。

2.如权利要求1所述的评估垂直腔面发射激光器L-I故障诊断模型的优化方法，其特征在于：求解出模型参数后，模型绘制L-I曲线模块将各个参数带入到推导出的各变量间关系表达式，根据得到的模型表达式，绘制不同温度下的L-I曲线。

3.如权利要求1所述的评估垂直腔面发射激光器L-I故障诊断模型的优化方法，其特征在于：利用得到的L-I曲线求解出满足光功率条件下的VCSEL激光器最高工作温度，对比最高温度与实际使用温度，根据环境温度，判断其VCSEL器件工作状态和系统工作故障状态是否正常，对模型中的未知参数进行参数估计，计算得到L-I模型参数下的光功率值，优化改进L-I模型后的模型参数。

4.如权利要求1所述的评估垂直腔面发射激光器L-I故障诊断模型的优化方法，其特征在于：用实测数据和变量与模型参数之间的关系表达式确定模型参数：推导各个变量与模型参数之间的关系表达式，以实测数据为基础，各变量间的关系表达式利用最小二乘回归结合Adagrad算法求解得到垂直腔面发射激光器L-I模型的模型参数。