基于粒子群算法的硅基调制器设计方法及硅基调制器与流程

本申请涉及光电芯片，尤其涉及一种基于粒子群算法的硅基调制器设计方法及硅基调制器。

背景技术：

1、目前，硅基调制器作为光模块发送侧的核心器件，能够实现电信号到光信号的转换，硅基调制器的性能受到pn结离子注入参数的影响，目前在设计硅基调制器的过程中，通常使用参数扫描的方法进行pn结仿真，但是，pn结的离子注入参数众多，且一些参数能够同时影响硅基调制器的多种性能，很难将这些参数解耦分开进行仿真，因此仿真计算的时间较长，硅基调制器的设计效率较低。

技术实现思路

1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于粒子群算法的硅基调制器设计方法、硅基调制器、装置和计算机可读存储介质，能够根据实际需求对硅基调制器进行设计，简化设计过程，提高设计的灵活性和高效性。

2、第一方面，本申请实施例提供一种基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，包括：根据设计目标确定适应度函数和参数，所述参数包括待优化参数和固定参数，所述待优化参数设置有参数取值范围，每个所述待优化参数能够在相应的参数取值范围内变化；设置粒子群的粒子数量，构建所述粒子群，随机初始化所有粒子的速度和位置，每个所述粒子的位置表示一种所述待优化参数的组合，并根据所述设计目标设置初始的个体最优值和全局最优值；根据每个所述粒子对应的待优化参数和固定参数进行pn结仿真，计算得到每个所述粒子对应的适应度值，并基于所述适应度值，更新所述个体最优值和所述全局最优值，得到所述个体最优值对应的个体最优位置和所述全局最优值对应的全局最优位置；更新每个所述粒子的速度和位置，并基于更新后的所述粒子更新所述全局最优值和所述全局最优位置；在迭代次数等于预设次数或者所述全局最优值满足预设条件的情况下，输出所述全局最优值和所述全局最优位置。

3、第二方面，本申请实施例提供一种硅基调制器，根据本申请第一方面实施例提供的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法设计而成。

4、第三方面，本申请实施例提供一种装置，包括至少一个控制处理器和用于与至少一个所述控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被至少一个所述控制处理器执行的指令，指令被至少一个所述控制处理器执行，以使至少一个所述控制处理器能够执行如本申请第一方面实施例提供的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法。

5、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本申请第一方面实施例提供的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法。

6、本申请提供的实施例包括：基于粒子群算法的硅基调制器设计方法、硅基调制器、装置及计算机可读存储介质，根据本申请实施例提供的方案，在硅基调制器的行波电极设计完成的情况下，基于粒子群算法进行硅基调制器的pn结的仿真设计，根据设计目标确定适应度函数、待优化参数和固定参数，能够针对设计目标进行仿真设计，简化设计过程，提高设计效率，其中待优化参数设置有参数取值范围，固定参数是可以根据经验确定而不需要进行大幅度调整的参数；设置粒子群的粒子数量，构建粒子群，随机初始化所有粒子的速度和位置，每个粒子的位置表示一种待优化参数的组合，根据设计目标设置初始的个体最优值和全局最优值，根据每个粒子对应的参数进行pn结仿真，计算得到每个粒子对应的适应度值，基于适应度值，更新个体最优值和全局最优值，得到个体最优值对应的个体最优位置和全局最优值对应的全局最优位置，更新每个粒子的速度和位置，基于更新后的粒子更新全局最优值和全局最优位置，在迭代次数等于预设次数或者全局最优值满足预设条件的情况下，输出全局最优值和全局最优位置，输出的全局最优位置表示待优化参数的最终取值，本申请基于粒子群算法进行硅基调制器pn结的仿真设计，能够根据设计目标确定适应度函数和待优化参数，即根据实际需求针对性地设计硅基调制器，简化设计过程，提高设计的灵活性和高效性。

技术特征：

1.一种基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，包括：

2.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，所述基于所述适应度值，更新所述个体最优值和所述全局最优值，包括：

3.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，预设有约束条件；所述计算得到每个所述粒子对应的适应度值，包括：

4.根据权利要求2所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，第i个所述粒子的速度为第i个所述粒子的位置为第i个所述粒子的个体最优位置为所述全局最优位置为其中d为求解空间的维度；

5.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，在所述设计目标为低插损的情况下，所述适应度函数为：

6.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，在所述设计目标为高带宽的情况下，所述适应度函数为：bandwidth(ghz)＝f(rs,cj,re,le,ge,ce)，

7.根据权利要求5所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，预设有第一约束条件，所述第一约束条件为带宽大于第一预设值，在所述粒子对应的设计方案满足所述第一约束条件的情况下，才计算得到每个所述粒子对应的适应度值。

8.根据权利要求6所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，预设有第二约束条件和第三约束条件，所述第二约束条件为掺杂损耗小于第二预设值，所述第三约束条件为调制效率值小于第三预设值；在所述粒子对应的设计方案满足所述第二约束条件和所述第三约束条件的情况下，才计算得到每个所述粒子对应的适应度值。

9.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法，其特征在于，所述全局最优值满足预设条件，包括：

10.一种硅基调制器，其特征在于，根据权利要求1至9任一项所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法设计而成。

11.一种装置，其特征在于，包括至少一个控制处理器和用于与至少一个所述控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被至少一个所述控制处理器执行的指令，指令被至少一个所述控制处理器执行，以使至少一个所述控制处理器能够执行如权利要求1至9任一项所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至9任一项所述的基于粒子群算法的硅基调制器设计方法。

技术总结
本申请公开了一种基于粒子群算法的硅基调制器设计方法、硅基调制器、装置和计算机可读存储介质，该方法基于粒子群算法设计硅基调制器，根据设计目标确定适应度函数和参数，其中参数包括待优化参数和固定参数，待优化参数设置有参数取值范围，构建粒子群，初始化粒子的速度和位置，并根据设计目标设置初始的个体最优值和全局最优值，每个粒子的位置表示一种待优化参数的组合，根据粒子对应的参数进行PN结仿真，计算得到各个粒子对应的适应度值，基于适应度值更新各个粒子的个体最优值，并更新全局最优值，经过更新迭代确定待优化参数的取值，该方法能够根据实际需求对硅基调制器进行设计，简化设计过程，提高设计的灵活性和高效性。

技术研发人员：邵越,沈百林,邵永波,孔辉,李蒙,张琦
受保护的技术使用者：中兴光电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22