用于脉冲压缩的参数组合的确定方法、装置、设备及介质与流程

本公开涉及脉冲压缩领域，具体而言，涉及一种用于脉冲压缩的参数组合的确定方法、用于脉冲压缩的参数组合的确定装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、光脉冲压缩技术是一种重要的光学技术，旨在通过各种方法将光脉冲的时间宽度压缩到更短的持续时间内，同时保持或增加其能量。这种技术在光学通信、激光器技术、超快光谱学和光学成像等领域中具有广泛的应用。

2、相关技术中，可以采用特定的光学器件(比如光栅、放大器、色散补偿装置等)来实现光脉冲压缩。然而，受到光学器件的数量、每个光学器件的压缩参数的数量以及每个压缩参数的参数值的影响，导致不同压缩参数所形成的参数组合的压缩效果不同，因此，需要针对不同的参数组合进行实验并结合仿真结果对各个器件的压缩参数进行确定，上述实验仿真过程通常会耗费大量的时间成本，导致参数确定效率较低。

技术实现思路

1、本公开实施例至少提供一种用于脉冲压缩的参数组合的确定方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以提升参数组合的确定效率。

2、本公开实施例提供了一种用于脉冲压缩的参数组合的确定方法，包括：

3、根据预设规则生成多个参数组合，每个所述参数组合对应多个脉冲压缩光学器件，所述脉冲压缩光学器件为对光脉冲进行压缩所使用的光学器件；

4、针对每个所述参数组合，确定与所述参数组合对应的压缩脉冲的脉冲信息，并基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定所述参数组合的适应度；所述压缩脉冲是指以所述参数组合对原始光脉冲进行压缩得到的脉冲；所述适应度用于表征以所述参数组合对所述原始光脉冲进行压缩的压缩性能；

5、在每个所述适应度均小于第一预设阈值的情况下，从所述多个参数组合中确定适应度大于第二预设阈值的多个第一参数组合，对任意两个所述第一参数组合中的参数进行重新组合，得到新的参数组合，并针对所述新的参数组合，返回至确定与所述参数组合对应的压缩脉冲的脉冲信息的步骤，直至至少一个所述参数组合的适应度大于所述第一预设阈值；所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

6、将适应度大于所述第一预设阈值的参数组合中的任意一个确定为目标参数组合。

7、本公开实施例中，首先确定每个参数组合的适应度，若适应度小于第一预设阈值，说明该参数组合的压缩性能不符合要求，因此，需要从多个参数组合中确定第一参数组合，并对任意两个第一参数组合中的参数进行重新组合，得到新的参数组合，并重复确定适应度的步骤，直至至少一个参数组合的适应度大于第一预设阈值，并将适应度大于第一预设阈值的参数组合中的任意一个确定为目标参数组合，相较于通过大量实验和仿真来确定参数组合的方案，可以节约时间成本，从而有利于提升参数组合的确定效率。另外，可以理解，上述迭代过程类似于遗传算法的求解最优参数的过程，通过上述迭代过程确定目标参数组合，还可以提升目标参数组合的准确性。

8、进一步的，由于适应度能够表征基于参数组合对原始光脉冲进行压缩的压缩性能，在每轮迭代中，均是基于适应度大于第一预设阈值的参数组合进行迭代，如此，可以提升参数组合的优化效率，间接性的提升迭代性能，并且可以提升参数种群的适应性。

9、一种可选的实施方式中，基于所述目标参数组合，对多个所述脉冲压缩光学器件进行参数设置，并基于参数设置后的脉冲压缩光学器件，对目标光脉冲进行脉冲压缩处理，得到目标压缩光脉冲。

10、本公开实施例中，基于目标参数组合，对多个脉冲压缩光学器件进行参数设置，这样基于参数设置后的脉冲压缩光学器件，对目标光脉冲进行脉冲压缩处理，可以提升脉冲压缩的稳定性。

11、一种可选的实施方式中，所述基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定所述参数组合的适应度，包括：

12、基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定至少一个子适应度；每个所述子适应度对应一个压缩性能维度，所述子适应度用于表征在对应压缩性能维度下以所述参数组合对所述原始光脉冲进行压缩的压缩性能；

13、基于所述至少一个子适应度，确定所述参数组合的适应度。

14、本公开实施例中，通过确定至少一个子适应度，由于每个子适应度对应一个压缩性能维度，且子适应度用于表征在对应压缩性能维度下以参数组合对原始光脉冲进行压缩的压缩性能，这样，基于至少一个子适应度，确定参数组合的适应度，有利于提升适应度精度。

15、一种可选的实施方式中，所述脉冲信息包括脉冲宽度、脉冲强度变化信息、脉冲主峰的起止时间范围以及频谱宽度中的至少一种，所述至少一个子适应度包括脉冲宽度适应度、脉冲能量适应度、脉冲占比适应度、脉冲光滑适应度以及时频变换适应度中的至少一种；所述基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定至少一个子适应度，包括：

16、基于所述脉冲宽度，确定所述脉冲宽度适应度；

17、基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲能量适应度；所述脉冲强度变化信息用于表征所述压缩脉冲的脉冲强度随时间变化的信息；

18、基于所述脉冲强度变化信息以及所述脉冲主峰的起止时间范围，确定所述脉冲占比适应度；

19、基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲光滑适应度；

20、基于所述脉冲宽度以及所述频谱宽度，确定所述时频变换适应度。

21、本公开实施例中，基于上述至少一种量化的脉冲信息，确定脉冲宽度适应度、脉冲能量适应度、脉冲占比适应度、脉冲光滑适应度以及时频变换适应度，如此，可以提升各个子适应度的准确度。

22、一种可选的实施方式中，所述基于所述至少一个子适应度，确定所述参数组合的适应度，包括：

23、基于各个所述子适应度，确定耦合适应度；

24、基于各个所述子适应度分别对应的权重以及所述耦合适应度对应的权重，确定所述参数组合的适应度。

25、本公开实施例中，基于各个子适应度分别对应的权重以及耦合适应度对应的权重，确定参数组合的适应度，如此，可以提升适应度的变化性。

26、一种可选的实施方式中，所述基于所述脉冲宽度，确定所述脉冲宽度适应度，包括：

27、将所述脉冲宽度的倒数，确定为所述脉冲宽度适应度。

28、这里，由于压缩脉冲的脉冲宽度越小，说明针对脉冲宽度的压缩性能越好，因此，将脉冲宽度的倒数，确定为脉冲宽度适应度，有利于提升脉冲宽度适应度的准确性。

29、一种可选的实施方式中，所述基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲能量适应度，包括：

30、对所述脉冲强度变化信息在预设时间范围内进行积分，得到所述压缩脉冲的脉冲总能量，并将所述脉冲总能量，确定为所述脉冲能量适应度。

31、本公开实施例中，压缩脉冲的脉冲总能量越大，说明针对脉冲能量的压缩性能越好，因此，将脉冲总能量确定为脉冲能量适应度，可以提升脉冲能量适应度的准确度。

32、一种可选的实施方式中，所述基于所述脉冲强度变化信息以及所述脉冲主峰的起止时间范围，确定所述脉冲占比适应度，包括：

33、对所述脉冲强度变化信息在预设时间范围内进行积分，得到所述压缩脉冲的脉冲总能量，并对所述脉冲强度变化信息在所述起止时间范围内进行积分，得到所述脉冲主峰的主峰能量；

34、将所述脉冲主峰的主峰能量与所述脉冲总能量的比值，确定为所述脉冲占比适应度。

35、本公开实施例中，脉冲主峰的主峰能量越大，则主峰能量在脉冲总能量中的占比越大，因此，将脉冲主峰的主峰能量与脉冲总能量的比值，确定为脉冲占比适应度，可以提升脉冲占比适应度的准确度。

36、一种可选的实施方式中，所述基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲光滑度，包括：

37、对所述脉冲强度变化信息进行二次微分，得到所述压缩脉冲的曲率变化信息，并对所述曲率变化信息的平方进行积分，得到脉冲光滑度；所述脉冲光滑度用于表征所述压缩脉冲的脉冲波形的光滑程度；

38、将所述脉冲光滑度的倒数，确定为所述脉冲光滑适应度。

39、本公开实施例中，由于脉冲光滑度用于表征压缩脉冲的脉冲波形的光滑程度，脉冲光滑度越大，则说明脉冲波形越不光滑，因此，将脉冲光滑度的倒数确定为脉冲光滑适应度，可以提升脉冲光滑适应度时频变换适应度。

40、一种可选的实施方式中，所述基于所述脉冲宽度以及所述频谱宽度，确定所述时频变换适应度，包括：

41、基于所述脉冲宽度与所述频谱宽度，确定时间带宽积；

42、确定所述时间带宽积与预设时频变换常数之间的差值，并将所述差值的绝对值的倒数，确定为所述时频变换适应度。

43、本公开实施例中，由于时间带宽积能够表征压缩脉冲在时间域和频率域中的分辨率，通过确定时间带宽积，进而确定时频变换适应度，可以提升时频变换适应度的精度。

44、一种可选的实施方式中，所述对任意两个第一参数组合进行重新组合，得到新的参数组合，包括：

45、将所述任意两个第一参数组合作为父代染色体，并利用遗传算法的交叉变异原理对所述任意两个第一参数组合进行重新组合，得到所述新的参数组合。

46、本公开实施例中，利用遗传算法的交叉变异原理对所述任意两个第一参数组合进行重新组合，可以提升参数组合的多样性。

47、本公开实施例还提供一种用于脉冲压缩的参数组合的确定装置，包括：

48、参数生成模块，用于根据预设规则生成多个参数组合，每个所述参数组合对应多个脉冲压缩光学器件，所述脉冲压缩光学器件为对光脉冲进行压缩所使用的光学器件；

49、适应度确定模块，用于针对每个所述参数组合，确定与所述参数组合对应的压缩脉冲的脉冲信息，并基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定所述参数组合的适应度；所述压缩脉冲是指以所述参数组合对原始光脉冲进行压缩得到的脉冲；所述适应度用于表征以所述参数组合对所述原始光脉冲进行压缩的压缩性能；

50、参数组合模块，用于在每个所述适应度均小于第一预设阈值的情况下，从所述多个参数组合中确定适应度大于第二预设阈值的多个第一参数组合，对任意两个所述第一参数组合中的参数进行重新组合，得到新的参数组合，并针对所述新的参数组合，返回至确定与所述参数组合对应的压缩脉冲的脉冲信息的步骤，直至至少一个所述参数组合的适应度大于所述第一预设阈值；所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

51、参数确定模块，用于将适应度大于所述第一预设阈值的参数组合中的任意一个，确定为目标参数组合。

52、本公开实施例还提供了另一种用于脉冲压缩的参数组合的确定装置。所述装置还包括参数设置模块，所述参数设置模块用于：

53、基于所述目标参数组合，对多个所述脉冲压缩光学器件进行参数设置，并基于参数设置后的脉冲压缩光学器件，对目标光脉冲进行脉冲压缩处理，得到目标压缩光脉冲。

54、一种可选的实施方式中，适应度确定模块具体用于：

55、基于所述压缩脉冲的脉冲信息，确定至少一个子适应度；每个所述子适应度对应一个压缩性能维度，所述子适应度用于表征在对应压缩性能维度下以所述参数组合对所述原始光脉冲进行压缩的压缩性能；

56、基于所述至少一个子适应度，确定所述参数组合的适应度。

57、一种可选的实施方式中，所述脉冲信息包括脉冲宽度、脉冲强度变化信息、脉冲主峰的起止时间范围以及频谱宽度中的至少一种，所述至少一个子适应度包括脉冲宽度适应度、脉冲能量适应度、脉冲占比适应度、脉冲光滑适应度以及时频变换适应度中的至少一种；所述适应度确定模块具体用于：

58、基于所述脉冲宽度，确定所述脉冲宽度适应度；

59、基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲能量适应度；所述脉冲强度变化信息用于表征所述压缩脉冲的脉冲强度随时间变化的信息；

60、基于所述脉冲强度变化信息以及所述脉冲主峰的起止时间范围，确定所述脉冲占比适应度；

61、基于所述脉冲强度变化信息，确定所述脉冲光滑适应度；

62、基于所述脉冲宽度以及所述频谱宽度，确定所述时频变换适应度。

63、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

64、基于各个所述子适应度，确定耦合适应度；

65、基于各个所述子适应度分别对应的权重以及所述耦合适应度对应的权重，确定所述参数组合的适应度。

66、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

67、将所述脉冲宽度的倒数，确定为所述脉冲宽度适应度。

68、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

69、对所述脉冲强度变化信息在预设时间范围内进行积分，得到所述压缩脉冲的脉冲总能量，并将所述脉冲总能量，确定为所述脉冲能量适应度。

70、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

71、对所述脉冲强度变化信息在预设时间范围内进行积分，得到所述压缩脉冲的脉冲总能量，并对所述脉冲强度变化信息在所述起止时间范围内进行积分，得到所述脉冲主峰的主峰能量；

72、将所述脉冲主峰的主峰能量与所述脉冲总能量的比值，确定为所述脉冲占比适应度。

73、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

74、对所述脉冲强度变化信息进行二次微分，得到所述压缩脉冲的曲率变化信息，并对所述曲率变化信息的平方进行积分，得到脉冲光滑度；所述脉冲光滑度用于表征所述压缩脉冲的脉冲波形的光滑程度；

75、将所述脉冲光滑度的倒数，确定为所述脉冲光滑适应度。

76、一种可选的实施方式中，所述适应度确定模块具体用于：

77、基于所述脉冲宽度与所述频谱宽度，确定时间带宽积；

78、确定所述时间带宽积与预设时频变换常数之间的差值，并将所述差值的绝对值的倒数，确定为所述时频变换适应度。

79、一种可选的实施方式中，所述参数组合模块具体用于：

80、将所述任意两个第一参数组合作为父代染色体，并利用遗传算法的交叉变异原理对所述任意两个第一参数组合进行重新组合，得到所述新的参数组合。

81、本公开实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述任一种可能的用于脉冲压缩的参数组合的确定方法的步骤。

82、本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任一种可能的用于脉冲压缩的参数组合的确定方法的步骤。

83、关于上述用于脉冲压缩的参数组合的确定装置、电子设备、计算机可读存储介质的效果描述参见上述用于脉冲压缩的参数组合的确定方法的说明，这里不再赘述。

84、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开的技术方案。

85、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。