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专利号: 2023101368005
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于遗传算法的空间相位畸变补偿系统,其特征在于:包括波前校正单元、信号采集单元和信号处理单元,系统中经波前校正单元补偿后的信号光束与本振光束干涉产生的外差信号被信号采集单元所接收,信号处理单元基于系统当前适应度函数值计算结果,通过遗传算法计算新的空间相位补偿量,并发送至波前校正单元进行实时相位补偿;

一种基于遗传算法的空间相位畸变补偿方法,使用所述的系统,以系统外差信噪比作为适应度函数,建立空间相位补偿量组合与适应度函数之间的一一对应关系,将空间相位畸变补偿问题转化为以系统外差信噪比寻优的组合优化问题,进而使用遗传算法迭代计算出最佳空间相位补偿量组合;

所述的遗传算法步骤分为三步:

第一步,信号处理单元从空间相位畸变补偿量组合优化问题的全部可行解中随机挑选部分个体生成初始种群;

第二步,波前校正单元分别加载群体中的相位调整量组合解,进而判定全局最优解情况下的系统适应度函数值是否满足设定阈值或迭代次数是否满足迭代终止条件,若满足则进行下一步,若不满足则使用遗传算法生成新一代种群并重复第二步;

第三步,信号处理单元持续输出全局最佳相位调整量组合解至系统波前校正单元,并实时监测系统信噪比,当系统信噪比低于设定阈值时跳至第一步;

所述的空间相位畸变补偿量组合是将待补偿信号光波前空间区域均匀等分为n×n个独立空间区域,每个独立区域都与空间相位畸变的一部分相对应;当划分区域面积足够小时,各部分区域中的相位分布可被认为是服从均匀分布;在n×n个独立空间区域中分别施加一组确定的空间相位补偿量组合 当施加的n×n个独立的空间相位补偿量等于或近似等于各独立空间区域间的相位差异时,即可实现信号光场空间相位畸变的补偿;

所述的空间相位畸变补偿量组合 施加至信号光场后,系统外差

信噪比可表示为

其中,IF表示中频,γ为探测器量子效率,PS为外差探测信号光功率,为普朗克常量,ν为光频率,BIF为中频信号带宽, 表示本振光与信号光的空间相位差; 表示施加的一组确定的空间相位补偿量组合。