基于Adam算法的光学相控阵输出光束校准方法

作     者：王子豪 龙烨 仇轲 徐佳木 孙艳玲 范修宏 马琳 廖家莉 康永强 Wang Zi-Hao;Long Ye;Qiu Ke;Xu Jia-Mu;Sun Yan-Ling;Fan Xiu-Hong;Ma Lin;Liao Jia-Li;Kang Yong-Qiang

作者机构：西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安微电子技术研究所西安710000 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第9期

页      面：136-144页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0810[工学-信息与通信工程] 0711[理学-系统科学] 070207[理学-光学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金(批准号:62005207) 陕西省国家自然科学基金(批准号:2019JQ-648)资助的课题 

主　　题：光波导相控阵 光束校准算法 Adam算法 

摘      要：基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波导相控阵输出光束的优化校准带来了困难,现有算法不仅光束校准质量不高,且校准效率较低.为此,本文将Adam算法应用于光波导相控阵输出光束校准系统中,通过建模仿真比较了Adam算法与现有SPGD算法和GS算法在光束校准层面上的优劣.同时,搭建实验系统实现了高质量的光束校准,根据校准结果,在Adam算法校准下光波导相控阵输出光束的主旁瓣比优于15.98 dB,对16×16光波导相控阵输出光束校准达到收敛所需的迭代次数低于600次.这一算法在光波导相控阵输出光束校准方面的应用,能够提高光波导相控阵的控制精度和效率,拓展光波导相控阵在激光雷达技术、数字全息技术和生物成像技术等方面的应用.