一种光纤合束控制系统的制作方法

本发明涉及集成光学，特别是涉及一种光纤合束控制系统。

背景技术：

1、在现有技术中，为了对信号光进行放大，通常采用(n+1)*1合束器，也即泵浦合束器，应用于光纤放大器中，泵浦合束器的输入光纤包括一根位于中心位置的单模光纤，也即信号光纤，以及环绕在单模光纤周围的n路多模光纤，也即泵浦光纤，泵浦合束器的输出光纤为双包层光纤，输出光纤与增益光纤熔接后构成主振荡功率放大结构，从而实现泵浦光对信号光的放大。

2、而在泵浦合束器制作时，由于期望光纤束的截面呈现形状尽可能为圆形结构，并且光纤间的间距尽可能小，在信号光纤确定的前提下，泵浦光纤的数量越多、半径越小，越容易满足期望条件，然而，泵浦光纤的数量过大或者半径过小，又会导致合束器制作成本的增加。

3、因此，如何确定兼顾制作成本和信号光增强效果的泵浦光纤选型，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种光纤合束控制系统，所述系统包括：合束器、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述存储器中存储有经预训练的功率预测模型、目标功率q0、应用于合束器的信号光纤的参考参数向量a＝[r，p]、应用于合束器的泵浦光纤的初始参数向量b＝[n，r，p]和临时参数向量集合c，r是指信号光纤的参考半径，p是指信号光纤的参考功率，n是指应用于合束器的泵浦光纤的初始数量，r是指单个泵浦光纤的初始半径，p是指单个泵浦光纤的初始功率，c初始为空集，当计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

2、s101，设置b中的n为n0。

3、s102，随机初始化b中的r和p。

4、s103，根据a和b，使用经预训练的功率预测模型进行功率预测，得到预测功率q。

5、s104，根据q和q0，计算得到预测偏差值l＝|q-q0|。

6、s105，根据l，对b中的r和p进行调整，得到b0，更新b＝b0。

7、s106，返回执行s102步骤至s105步骤，直至l满足第一预设条件，检查b0是否满足第二预设条件，其中，第一预设条件为l收敛且l对应的收敛值小于或者等于第一预设阈值，第二预设条件为

8、s107，若b0满足第二预设条件，以b0作为临时参数向量加入临时参数向量集合c。

9、s108，返回执行s101步骤至s107步骤，直至c满足第三预设条件，其中，第三预设条件为c经过d次迭代均未增加临时参数向量，d为预设的迭代次数阈值。

10、s109，更新n＝n+1。

11、s110，返回执行s102步骤至s109步骤，直至n满足第四预设条件，其中，第四预设条件为n等于第二预设阈值。

12、s111，从c中筛选出满足第五预设条件的临时参数向量作为目标参数向量，其中，第五预设条件为临时参数向量ce中的ne、re和pe分别归一化后的归一化值之和最小，ce是指c中第e个临时参数向量，e为[1，e]范围内的整数，e为c中临时参数向量的个数，ne是指c中第e个临时参数向量的泵浦光纤数量、re是指c中第e个临时参数向量的泵浦光纤半径和pe是指c中第e个临时参数向量的泵浦光纤功率。

13、s112，选择满足目标参数向量的泵浦光纤应用于合束器。

14、本发明与现有技术相比具有明显的有益效果，借由上述技术方案，本发明提供的一种光纤合束控制系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有以下有益效果：通过设置b中的n为n0，随机初始化b中的r和p，根据a和b，使用经预训练的功率预测模型进行功率预测，得到预测功率q，根据q和q0，计算得到预测偏差值l＝|q-q0|，根据l，对b中的r和p进行调整，得到b0，更新b＝b0，直至l满足第一预设条件，检查b0是否满足第二预设条件，若b0满足第二预设条件，以b0作为临时参数向量加入临时参数向量集合c，直至c满足第三预设条件，更新n＝n+1，直至n满足第四预设条件，c中筛选出满足第五预设条件的临时参数向量作为目标参数向量，选择满足目标参数向量的泵浦光纤应用于合束器。采用在线学习的方式，根据已知的信号光纤参数和目标功率，对随机初始化的泵浦光纤初始参数进行调整，以生成满足目标功率的多个临时参数向量，再根据预设条件筛选出其中制造成本最优的目标参数向量，从而为合束器的泵浦光纤选型提供参数信息，实现兼顾制作成本和信号光增强效果的泵浦光纤选型。

技术特征：

1.一种光纤合束控制系统，其特征在于，所述系统包括：合束器、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述存储器中存储有经预训练的功率预测模型、目标功率q0、应用于所述合束器的信号光纤的参考参数向量a＝[r，p]、应用于所述合束器的泵浦光纤的初始参数向量b＝[n，r，p]和临时参数向量集合c，r是指所述信号光纤的参考半径，p是指所述信号光纤的参考功率，n是指应用于所述合束器的泵浦光纤的初始数量，r是指单个泵浦光纤的初始半径，p是指单个泵浦光纤的初始功率，c初始为空集，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，n0＝2。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一预设阈值设置为0.5。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述迭代次数阈值设置为3。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二预设阈值设置为9。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，ne对应的归一化值为ne/ne。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，re对应的归一化值为re/maxe(re)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，pe对应的归一化值为pe/maxe(pe)。

技术总结
本申请涉及集成光学技术领域，特别是涉及一种光纤合束控制系统，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：初始化初始参数向量中的初始数量、参考半径和参考功率，结合参考参数向量、目标功率得到预测偏差值对参考半径和参考功率进行调整，直至预测偏差值满足第一预设条件，并在满足第二预设条件时将更新后的初始参数向量加入临时参数向量集合，直至满足第三预设条件，更新初始数量直至满足第四预设条件，进而选择满足目标参数向量的泵浦光纤应用于合束器，对泵浦光纤初始参数进行调整，再根据预设条件筛选出其中制造成本最优的目标参数向量，为合束器的泵浦光纤选型提供参数信息，实现兼顾制作成本和信号光增强效果的泵浦光纤选型。

技术研发人员：董金岩,潘伟巍,张磊,王帅,李太航
受保护的技术使用者：上海频准激光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25