申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2021-09-10

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113868905B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06N3/006;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2021.12.31#公开

摘要：本发明公开了一种运用粒子群算法优化VCSEL阵列排布的方法，基于改善结温分布均匀性的目的，本发明运用迭代收敛技术将优化过程分为两个部分，分别是热电反馈计算过程和粒子群排布优化过程。在粒子群算法中引入基于最小势能原理的适应度函数来提供优化标准，同时在更新粒子群速度和位置时引入随机因子，以增加群体的随机性，提高算法的优化效率。以具有4×4个单元的VCSEL阵列为例进行了排布优化设计，证明了本发明方法的有效性。

主权项：1.一种运用粒子群算法优化VCSEL阵列排布的方法，其特征在于，步骤包括：S1、设置VCSEL阵列的初始化排布形式，其中各VCSEL单元之间具有相同的间距值L；S2、使用ANSYS建立VCSEL阵列模型；S3、设置VCSEL阵列包括注入电流、环境温度在内的工作条件；S4、模拟VCSEL阵列温度分布并提取初始峰值结温T0；S5、使用MATLAB计算VCSEL阵列各单元的热流密度；S6、提取步骤S5中的热流密度并加载到VCSEL阵列中，使用ANSYS模拟VCSEL阵列温度分布并提取峰值结温T1；S7、判断|T1-T0|是否小于1K；如果小于1K，则结束循环，执行步骤S8；否则，使T0＝T1，返回步骤S5；S8、判断当前是否已对VCSEL阵列进行了优化排布；如果已优化，则执行步骤S9；否则执行步骤S10；S9、计算VCSEL阵列各单元最大高低结温差ΔT；判断ΔT是否小于1K，若不小于1K，则执行步骤S10；若满足则执行步骤S16；S10、初始化设置算法参数，其中粒子群数量介于1000到2000之间，最大迭代次数maxgen介于300到1000之间，惯性权重系数ωs＝0.95，ωe＝0.4，学习常数c1＝2.05，c2＝2.05，以VCSEL阵列俯视平面中心为坐标原点，向右向上为正方向，个体位置变化范围[-L,L]，个体速度变化范围[-0.1L次,0.1L次]；S11、随机初始化第一代粒子群的位置和速度，其中第i个粒子的位置和速度分别为Di和Vi；S12、构建基于最小势能原理适应度函数，其中第i个粒子的适应度函数为FiPdiss,X,Y；S13、计算每个粒子的适应度值Fi，确定粒子群中第i个粒子的个体历史最优位置Pbi和所有粒子的全局最优位置Gb；S14、判断粒子群排布优化过程迭代次数t是否小于maxgen；若小于maxgen，则更新各粒子的速度和位置，并进行限幅处理，返回步骤S13；否则，结束循环执行步骤S15；S15、依据适应度函数的最优解得到VCSEL阵列的优化排布形式，并返回步骤S2；S16、得到最终的VCSEL阵列优化排布形式。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种运用粒子群算法优化VCSEL阵列排布的方法

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