[發明專利]一種光學接收裝置及其優化設計方法

在審

• 申請號: 202010154417.9
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111490820A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 孔令豹;彭星
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/60;H04B10/67
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種光學接收裝置，其特征在于，為杯狀旋轉曲面體；包括內、外曲面和底面，記裝置外曲面的軸截面的曲線為AC、BD，該截面曲線滿足復合拋物面聚光器截面曲線的基本特性；杯狀旋轉曲面體的上口為光線入射口，下口為光線出射口，其結構參數為：外曲面在杯狀上端部處的切線夾角β，亦稱旋轉角，裝置的整體高度L’，底部厚度H。

2.根據權利要求1所述的光學接收裝置，其特征在于，所述旋轉角度β的大小在4°-8°之間；所述高度L’的大小在12mm-16mm之間；所述底部壁厚H的大小在3mm-8mm之間。

3.根據權利要求1所述的光學接收裝置，其特征在于，所述光學接收裝置的材料為聚甲基丙烯酸甲酯。

4.一種如權利要求1所述光學接收裝置的優化設計方法，其特征在于，對三個結構參數：旋轉角β，裝置高度L’(等價于截短比k)，底部厚度H，進行優化處理，使裝置滿足特定需求，達到最佳性能；具體步驟如下：

(1)選取光學接收裝置的光學增益、光學接收功率與信噪比作為Taguchi正交實驗的品質特性；

(2)選取光學接收裝置的旋轉角度β、底部壁厚H與截短比k作為Taguchi正交實驗的影響因子并設置控制水平；

(3)計算不同影響因子參數組合下的Taguchi正交實驗信噪比(S/N)值，并分別得到不同控制水平下光學增益、光學接收功率與信噪比的S/N值；

(4)采用ANOVA數據分析法分別計算旋轉角度β、底部壁厚H與截斷比k對于光學接收裝置性能影響的貢獻度；

(5)根據步驟(4)中所得不同影響因子的貢獻度，確定光學接收裝置的最優化結構參數組合，并做進一步地驗證。

5.根據權利要求4所述光學接收裝置的優化設計方法，其特征在于，所述S/N值在Taguchi正交實驗中的計算，采用望大公式：

其中，y_i表示第i個品質特性，n為試驗次數。

6.根據權利要求4所述光學接收裝置的優化設計方法，其特征在于，所述影響因子的貢獻度采用下式表示：

其中，SS_T＝SS_d+SS_e，SS_d表示方差和，SS_e表示錯誤的方差和，SS_e接近于0，所述方差SS_T由S/N值的方差和給出：

其中，n是實驗數，η_i是每個影響因子第i次實驗的S/N值，η_n為S/N值的平均值。