单模封离型CO<SUB>2</SUB>激光器谐振腔及其设计方法

摘要

本发明公开了一种应用遗传算法的单模封离型CO₂激光器谐振腔设计方法。它将谐振腔参数作为遗传算法中的基因,若干个基因组成一条染色体,多条染色体数目形成一个二维矩阵,计算出各自的代价函数值(即激光功率)并进行优劣排队,保留其大值,再用交叉选择法和“二元竞争”法选择母本,形成新一代子染色体。经基因突变、循环若干代,以最大值的代价函数为最佳染色体的基因,全局优化获得最优组合的谐振腔参数。该方法还可应用至其它激光器设计与工程问题上。

主权项

1、单模封离型CO2激光器谐振腔的设计方法，其特征在于该方法将全局优化工具-遗传算法，应用于CO2激光器谐振腔参数的优化设计，它包括以下步骤：(1)确定需要优化的激光器谐振腔参数个数、参数精度，每个参数为一个基因，若干个基因按序组成一条染色体；(2)将遗传算法作为计算机主程序，激光功率的理论模型作为子程序；在主程序中，随机函数产生Mi条二进制初始随机染色体，每一条染色体对应于一个待优化参数；对前Mw＝Mi/2条染色体，调用子程序；(3)对各染色体进行二-十进制解码；用CO2激光关于Γ，T，d的理论公式，计算激光功率，并输出之；(4)对Mw条染色体调用子程序，估计各自的代价函数值，即激光功率；(5)根据染色体对应的代价函数值，使其按从大到小顺序排列，丢弃差的一半的染色体；(6)用交叉法和“二元竞争”法选择母本，产生新一代染色体；(7)染色体发生突变(0变1，1变0)；(8)判断收敛与否；如果不收敛，返回上述第(3)步，继续循环；如果收敛，说明已经找到最佳的3个基因；这时，只需对3个基因各自的0-1系列进行二-十进制转换，即可获得各个参数优化后的具体数值；结束循环，输出结果。