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基于混合粒子群算法的ZnO镀膜光纤传感器的参数优化

刘奇

  为适应光纤通信、光纤传感技术发展的需要,光纤声光器件成为了现代光纤通信的研究热点,它对光纤传输系统的发展有着重要的促进作用。本文主要对ZnO镀膜光纤传感器进行了研究。该器件具有结构简单,驱动能量低,工作频率范围大等优点。提高器件的功率耦合效率是制作该类声光器件的一大难题,关键在于解决器件参数的匹配问题。 本文致力于研究ZnO镀膜光纤器件各参数对传输系统的影响,通过遗传算法(Genetic Algorithm)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization)和混合粒子群算法(Hybrid Particle Swarm Optimization)对器件各参数进行优化。主要取得了以下成果: 1、在已有的研究基础上,(1)分析了反射系数与频率、谐振腔长度、压电层厚度等八个参数之间的关系。(2)分析了器件参数对耦合效率的影响。(3)通过仿真图对比了优化前后器件参数对反射系数及耦合效率的影响。 2、在器件相位偏移研究方面,(1)研究了ZnO压电层镀膜光纤传感器的相位偏移,从理论上推导出了压电层在外加电场作用下产生声光作用的机理,求出了光信号通过该段镀膜光纤时所产生的相位偏移的数学模型。(2)将优化后的最大相移仿真值与优化前的实验值进行了比较和分析。 3、在参数优化方面,(1)建立了反射系数与声功率耦合效率目标优化模型。(2)实现了GA算法、PSO算法和HPSO算法对目标函数的优化。(3)得到了三种算法对目标函数优化后的参数结果,并对优化结果进行了综合比较。通过仿真得出的一系列器件参数数据,为ZnO镀膜光纤声光相位传感器的制作提供了理论参考。……   
[关键词]:声光器件;ZnO镀膜;遗传算法;粒子群算法;混合粒子群算法;反射系数;耦合效率;相位偏移
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌航空大学2010年
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