[發明專利]一種用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法

有效

• 申請號: 201910501986.3
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110299666B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 蒲國慶;義理林;張力
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/10
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、鎖模激光器的輸出信號經過光電轉換及模數轉換器高速采樣后得到的時域波形信號送入計算中心，用于進行鎖模狀態識別；

步驟2、若所述鎖模狀態識別為未鎖模，則執行最優化算法，否則，轉到步驟5；

所述最優化算法為先進的Rosenbrock搜索算法，所述先進的Rosenbrock搜索算法基于傳統的Rosenbrock算法，加上了一種名為Patience的退出機制；

所述先進的Rosenbrock搜索算法具體包括以下步驟：

步驟2.1、根據所述高速采樣后得到的時域波形，計算其優化的目標函數值作為初始目標值，隨后初始化隨機給一組電壓值U＝[U₁,U₂,U₃,U₄]；

步驟2.2、首先從通道1開始探索，即在U₁上加上一個步進電壓△u，然后將新的電壓值U^temp＝[U₁+△u,U₂,U₃,U₄]賦予電控偏振控制器，采集偏振調整后的波形用于計算目標值，將當前目標值與之前目標值進行比較，若當前目標值更優，則接受這次探索并儲存當前目標值用于下次探索比較，同時將通道1的步進電壓變為α·△u，α1，作為獎勵；若當前目標值更差，則拒絕這次探索，同時將通道1的步進電壓變為β·△u，β范圍為-1到0，作為懲罰；

步驟2.3、按照步驟2.2的方式對通道2至通道4逐一循環探索，直至四個方向均探索失敗，則利用Gram-Schmidt正交化方法重新構造新的相互正交的探索方向，用于下一輪的探索；

步驟2.4、在探索的過程中，若成功檢測到目標脈沖狀態，則會直接結束優化，否則就會在探索方向重建后檢測Patience是否耗盡，如果Patience已經耗盡，則退出此次優化，隨后程序會重新隨機初始化，重新開始搜索，重復優化直至達到目標脈沖狀態；

步驟3、根據所述最優化算法的搜索結果，所述計算中心控制數模轉換器產生四路直流電壓；

步驟4、所述數模轉換器輸出的所述四路直流電壓驅動所述鎖模激光器中的電控偏振控制器，從而實現自動的偏振控制；

步驟5、進入失鎖監測模式；

步驟6、若監測到失鎖，則定義最大嘗試次數為N，嘗試次數初始為1，執行隨機碰撞恢復算法；

步驟7、若恢復鎖模成功，則轉到步驟5，否則，執行所述隨機碰撞恢復算法，嘗試次數遞增1；

步驟8、若嘗試次數小于N，轉至步驟7，否則，重新執行所述最優化算法；

步驟9、轉至步驟3。

2.如權利要求1所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟1中所述鎖模狀態識別包括基頻鎖模、諧波鎖模、調Q與調Q鎖模中的一種或多種狀態的自動識別。

3.如權利要求1所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟4中所述電控偏振控制器通過利用0～5V的控制電壓產生0～π的偏振態相位延遲，使0～5V的控制電壓產生的偏振態能夠遍歷整個龐加萊球。

4.如權利要求1所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟5中所述失鎖監測模式是指不斷對當前波形進行所述鎖模狀態識別，以此監測失鎖的發生。

5.如權利要求4所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟5中所述失鎖監測模式是基于各種脈沖狀態的鑒別標準實現的。

6.如權利要求5所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述鑒別標準是基于時域脈沖計數和快速傅里葉變換實現的。

7.如權利要求1所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟2中所述隨機碰撞恢復算法是在碰撞半徑內隨機尋找偏振態進行恢復鎖模嘗試。

8.如權利要求7所述的用于多種脈沖狀態下自動鎖模的擬人方法，其特征在于，所述步驟2中所述隨機碰撞恢復算法的碰撞半徑是人為設定的最大嘗試范圍。