【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光波導，具體涉及基于自適應算法的光波導衍射效率優化方法及系統，特別適用于需要實時調整光波導性能的應用場景，如藍牙智能ar眼鏡等。
技術介紹
1、隨著光通信、光顯示等技術的迅速發展，光波導作為關鍵的光學元件，其性能的優化變得至關重要。在現有技術中，對光波導衍射效率的優化通常采用以下方法：
2、a)使用固定設計參數；b)在有限的預設參數組合中進行選擇；c)預先設定幾組特定的衍射光柵參數(如周期和深度組合)，根據不同的應用場景進行切換。然而，這些現有技術存在以下問題或不足：
3、1.缺乏實時適應性，無法根據光波導所處環境的實時變化，即時調整衍射光柵的參數，導致在環境變化時衍射效率下降，透光率降低。
4、2.精度和效率不足：預設的有限參數組合無法達到最優的衍射效率，難以滿足日益提高的性能要求。
5、3.靈活性差：不能靈活應對復雜多變的環境條件，限制了光波導在多種場景下的應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決現有技術中存在的問題，提供能夠實時、精準、靈活地優化光波導衍射效率的方法及系統，以保持高透光率，適應各種復雜環境。
2、本專利技術提供了基于自適應算法的光波導衍射效率優化方法，包括以下步驟：獲得光波導所處環境的實時參數；基于所述實時參數，建立光波導衍射效率與環境參數和衍射光柵參數之間的數學模型；根據所述數學模型，通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數；基于所述最優參數，調整光波導的衍射光柵，實現光波導衍射
3、具體地，所述獲得光波導所處環境的實時參數的步驟包括：通過分布在光波導關鍵位置的高精度傳感器實時采集環境參數；通過adc采樣獲取所述環境參數的電壓值；基于所述電壓值，確定溫度、濕度、光照強度和電磁干擾中的或多種參數。
4、具體地，所述建立數學模型的步驟包括：
5、建立衍射效率η與衍射級次m、環境參數θe和相對微結構高度因子ε之間的關系：
6、η(m,θe,ε)＝sinc(λπmd(θe,ε)n(θe))
7、其中，λ為光波長，d為微結構高度，n為折射率。
8、具體地，進一步包括：
9、確定微結構高度d與環境參數θe和相對微結構高度因子ε的關系：
10、d(θe,ε)＝d0(1+ε)(1+αg(θe-θ0))
11、其中，d0為參考環境下的微結構高度，θ0為參考環境參數，αg為熱膨脹系數。
12、具體地，確定折射率n與環境參數θe的關系：
13、n(θe)＝n0+αn(θe-θ0)
14、其中，n0為參考環境下的折射率，αn為折射率的溫度系數。
15、具體地，所述通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數的步驟包括：
16、初始化參數，包括參考環境參數θ0、參考微結構高度d0、參考折射率n0、相對微結構高度因子ε、平滑迭代因子μ和衍射級次m；
17、計算參考環境下的衍射效率ηth(m,θ0,0)作為調節標準；
18、獲取當前環境參數采樣值θ′e；通過平滑迭代更新當前環境參數：
19、θe(t)＝μθe(t-1)+(1-μ)θe′
20、其中，t為采樣時刻；
21、基于更新后的環境參數，計算當前衍射效率η(m,θe(t),ε)；
22、當η(m,θe(t),ε)<ηth(m,θ0,0)時，調整ε以優化衍射效率。
23、具體地，所述調整ε的步驟通過迭代優化算法實現，該算法包括：
24、設定初始步長δε和精度閾值δ；
25、計算當前ε下的衍射效率η(ε)；
26、計算ε+δε和ε-δε下的衍射效率η(ε+δε)和η(ε-δε)；
27、根據η(ε)、η(ε+δε)和η(ε-δε)的比較結果，確定ε的調整方向；
28、當|η(ε+δε)-η(ε)|<δ且|η(ε-δε)-η(ε)|<δ時，結束迭代；否則，更新ε并返回步驟2繼續迭代。
29、具體地，所述調整光波導的衍射光柵的步驟包括：將確定的最優參數轉換為控制信號；通過精密驅動裝置調整衍射光柵的周期和/或深度。
30、具體地，進一步包括：實時監測調整后的衍射效率；當監測到的衍射效率低于預設閾值時，重新執行獲得環境實時參數的步驟，形成閉環優化過程。
31、基于自適應算法的光波導衍射效率優化系統，包括：
32、數據采集模塊，用于獲得光波導所處環境的實時參數；模型建立模塊，用于基于所述實時參數，建立光波導衍射效率與環境參數和衍射光柵參數之間的數學模型；算法模塊，用于根據所述數學模型，通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數；控制模塊，用于基于所述最優參數，調整光波導的衍射光柵，實現光波導衍射效率的優化；其中，所述數據采集模塊包括分布在光波導關鍵位置的高精度傳感器和adc采樣電路；所述模型建立模塊和算法模塊集成在mcu中；所述控制模塊包括信號轉換電路和精密驅動裝置。
33、本專利技術的有益效果包括：
34、1.顯著提高實時適應性：能夠實時響應環境變化，始終保持高衍射效率和透光率。
35、2.大幅提升優化精度和效率：通過精確的模型和先進算法，達到最優的性能。
36、3.增強靈活性和通用性：適應各種復雜多變的環境條件，拓寬了光波導的應用范圍。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.基于自適應算法的光波導衍射效率優化方法，其特征在于，包括以下步驟：獲得光波導所處環境的實時參數；基于所述實時參數，建立光波導衍射效率與環境參數和衍射光柵參數之間的數學模型；根據所述數學模型，通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數；基于所述最優參數，調整光波導的衍射光柵，實現光波導衍射效率的優化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得光波導所處環境的實時參數的步驟包括：通過分布在光波導關鍵位置的高精度傳感器實時采集環境參數；通過ADC采樣獲取所述環境參數的電壓值；基于所述電壓值，確定溫度、濕度、光照強度和電磁干擾中的或多種參數。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立數學模型的步驟包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，進一步包括：
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，進一步包括：確定折射率n與環境參數θe的關系：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數的步驟包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述調整ε的步驟
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調整光波導的衍射光柵的步驟包括：將確定的最優參數轉換為控制信號；通過精密驅動裝置調整衍射光柵的周期和/或深度。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括：實時監測調整后的衍射效率；當監測到的衍射效率低于預設閾值時，重新執行獲得環境實時參數的步驟，形成閉環優化過程。
10.基于自適應算法的光波導衍射效率優化系統，其特征在于，包括：數據采集模塊，用于獲得光波導所處環境的實時參數；模型建立模塊，用于基于所述實時參數，建立光波導衍射效率與環境參數和衍射光柵參數之間的數學模型；算法模塊，用于根據所述數學模型，通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數；控制模塊，用于基于所述最優參數，調整光波導的衍射光柵，實現光波導衍射效率的優化；其中，所述數據采集模塊包括分布在光波導關鍵位置的高精度傳感器和ADC采樣電路；所述模型建立模塊和算法模塊集成在MCU中；所述控制模塊包括信號轉換電路和精密驅動裝置。
...【技術特征摘要】
1.基于自適應算法的光波導衍射效率優化方法，其特征在于，包括以下步驟：獲得光波導所處環境的實時參數；基于所述實時參數，建立光波導衍射效率與環境參數和衍射光柵參數之間的數學模型；根據所述數學模型，通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數；基于所述最優參數，調整光波導的衍射光柵，實現光波導衍射效率的優化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得光波導所處環境的實時參數的步驟包括：通過分布在光波導關鍵位置的高精度傳感器實時采集環境參數；通過adc采樣獲取所述環境參數的電壓值；基于所述電壓值，確定溫度、濕度、光照強度和電磁干擾中的或多種參數。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立數學模型的步驟包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，進一步包括：
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，進一步包括：確定折射率n與環境參數θe的關系：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過自適應算法確定衍射光柵的最優參數的步驟包括：
7.根據權利要求6所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡沛霖，李鎮江，郭子軍，葉鐸，麥旸，
申請(專利權)人：廣州市行動者科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。