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oe1(光电查) - 科学论文

103 条数据
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  • 利用遗传算法对激光加速质子束进行整形以应用于放射生物学研究

    摘要： 激光加速质子因其可实现亚皮秒脉冲持续时间和高剂量率，在辐射生物学的创新实验中具有巨大潜力。然而，其较大的角发散度使其不适用于对辐照靶点剂量均匀性和总通量要求严格的应用场景。传统提升均匀性的策略是增大源与辐照平面间距，或采用平面散射系统/传输系统本身展宽束流——但这些方法会显著降低质子通量，对激光加速质子并不理想。本文演示利用遗传算法(GA)设计最优非平面散射系统来调控束流，有效展平辐照靶点的横向剂量分布。该系统置于磁传输系统中，可借助色差聚焦元件进一步混合质子轨迹。同时展示了传输系统后置平面散射系统的对比效果。文中阐述了GA的总体结构及其在激光加速质子束整形中的应用，以及在空气中水靶剂量分布优化方面的应用。

    关键词： 遗传算法、束流整形、激光驱动质子、蒙特卡罗模拟、剂量优化

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 用于宽面二极管激光器再注入空间滤波的基因优化光子晶体

    摘要： 现代高功率宽面半导体激光二极管（BASLDs）能以高电光转换效率输出数十瓦的光功率，这使其在众多工业、医疗和科学应用中具有重要价值。然而，由于热透镜效应导致的BASLDs横向多模行为会产生严重不利影响，因其会造成聚焦能力差和激光光束亮度降低。解决这一问题的方法包括改进外延层设计、通过定制发射器几何形状和端面反射率来优化倏逝波空间滤波，或采用外部谐振腔的傅里叶空间滤波再注入技术。本文研究了在外腔（EC）中使用纵向啁啾光子晶体（PhC）来定制空间滤波特性的方法。相应的EC装置（由慢轴准直透镜、二维光子晶体和外部反射镜（R=4%）组成）如图1a所示。外腔中的自由空间传播采用菲涅尔衍射积分建模，而光子晶体中的光传播则需要精确处理横向角度色散。为提高时域BASLD模拟器的效率，我们采用基于瑞利-索末菲衍射理论的束传播法（BPM）。通过遗传算法优化了纵向光子晶体周期的啁啾特性。优化结构的透射振幅能抑制2°至4°范围内的横向传播角（见图1b），其计算结果与精确的严格耦合波分析（RCWA）高度吻合，且光子晶体透射率计算准确，反射振幅几乎为零。下一步，我们对长度为1毫米、宽度为100微米的BASLD进行了光子晶体空间滤波再注入的数值模拟。研究发现横向远场轮廓显著改善，光束亮度提高了1.5倍（见图1c）。但对于发射器长度更长的BASLD，横向波导色散会显著限制本方案的效果。总之，我们理论上证明了光子晶体的空间滤波可作为傅里叶狭缝空间滤波方案的有效替代方案，并通过优化纵向光子晶体啁啾特性，为设计定制化角度透射轮廓提供了更高的灵活性。

    关键词： 遗传算法、束传播法、光子晶体、空间滤波、大面积半导体激光二极管

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 提高聚甲基丙烯酸甲酯板材激光切割质量：实验研究与优化

    摘要： 本研究旨在提升脉冲CO?激光切割聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）板材时的切缝质量，通过实验探究并优化了切割速度、辅助气体压力、激光功率及板材厚度等工艺参数。以切缝上缘宽度、下缘宽度和切缝锥度作为过程响应指标，采用偏振光显微镜进行测量。实验基于混合设计的田口L18正交阵列进行规划，运用方差分析（ANOVA）技术统计评估各切割参数对切缝特性的影响。研究建立了切缝特性与工艺参数的二次回归模型，并以该模型为目标函数，通过遗传算法（GA）优选出最小化切缝锥度的最佳切割参数组合。实验结果表明：增大任一切割参数均会导致切缝上下缘宽度增加，而提高切割速度或激光功率会加剧切缝锥度。该方法显著改善了切缝质量，经验证实验确认其有效性——在保持最小切缝宽度合理值（小于0.5毫米）的前提下，成功将切缝锥度从1.92°降至0.02°。

    关键词： 遗传算法、聚甲基丙烯酸甲酯、回归分析、田口方法、激光切割、切缝几何形状

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • Inconel-718合金薄板激光切割最佳工艺参数研究

    摘要： 对Inconel-718等先进材料进行精密加工是日益增长的需求。选择合适的切削参数最优范围对于实现高质量切割至关重要，这也是该研究领域面临的挑战性任务。本研究旨在开发一个稳健的预测模型，该模型能够为获得更好的切割质量、精度和几何准确性推荐所需的切削参数范围。实验在300 W（CNC-PCT 300）脉冲Nd:YAG激光切割系统上，针对不同输入切削参数水平（即气体压力、离焦量、切割速度和激光功率）进行。随后采用响应面法，针对几何质量特性（顶部切缝宽度和底部切缝宽度）建立了上述输入切削参数的数学模型。通过将预测值与实验值进行比较，验证了这些模型的有效性。此外，利用多目标遗传算法对这些模型进行优化，以确定与高质量切割相关的切削参数最优范围，从而实现高精度和几何准确性。

    关键词： 激光切割，响应面法，Inconel-718合金，遗传算法

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于遗传算法的容量扩展网络故障恢复

    摘要： 为克服故障发生时的网络瓶颈，建立基于容量扩展的恢复模型，并分别在链路恢复和路径恢复策略下采用遗传算法求解，实现最小化网络扩展成本。

    关键词： 故障恢复、遗传算法、网络容量扩展、IP+光

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 机器学习辅助预测全光谱白光发光二极管的光谱功率分布

    摘要： 全光谱白光发光二极管（LED）通过混合多个LED芯片与荧光粉发出的所有光线，产生具有宽波长范围的光。因此，它在健康照明、高分辨率显示以及具有接近自然光的高显色指数和更高色彩保真指数的植物照明方面具有巨大应用潜力。光源的光谱功率分布（SPD）代表其光品质，在使用条件下运行时，总会受到复杂电负载和热负载的动态影响。因此，对全光谱白光LED的SPD进行动态预测已成为高品质照明设计与应用中一个热门但具有挑战性的研究课题。本文提出一种结合SPD分解方法与基于人工神经网络（ANN）的机器学习方法的全光谱白光LED动态SPD预测方法。首先，通过采用高斯模型进行多峰拟合，将电热负载矩阵驱动下的全光谱白光LED连续SPD离散化，获取相关的光谱特征参数。然后，提出反向传播（BP）和遗传算法-反向传播（GA-BP）神经网络，用于预测任意使用条件下工作的LED的光谱特征参数。最后，利用动态预测的光谱特征参数重建SPD。结果表明：（1）通过高斯模型拟合获得的光谱特征参数能够表征全光谱白光LED中多个芯片与荧光粉发出的光线；（2）BP神经网络和GA-BP神经网络的预测误差均能控制在较低水平，即本方法能在不同工作模式条件下实现对全光谱白光LED的高精度SPD动态预测。

    关键词： 机器学习、光谱功率分布、遗传算法、全光谱白光LED、BP神经网络

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于遗传算法的光伏电站关键参数辨识与优化

    摘要： 随着光伏发电渗透率的持续增长，其对电力系统稳定性的影响较以往更为显著。然而由于参数精度相对较低，传统用于评估该影响的电磁暂态仿真存在偏差。因此，对包含大量光伏组件的太阳能电站进行关键参数辨识与优化具有重要价值，该方法可避免组合爆炸问题。本文提出了一种关键参数辨识方案，并建立了基于遗传算法的优化方法以提高精度。仿真测试验证了所提方法的有效性。

    关键词： 遗传算法、参数识别、光伏电站、优化

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用遗传算法与多元回归分析混合方法对钛合金薄板激光切割过程中切削参数的多目标优化

    摘要： 如今，先进工程材料在航空航天、国防和医疗领域发挥着关键作用。钛及其合金因其优异性能和良好机械特性，在工业各领域需求旺盛，是重要的先进工程材料之一。然而，由于钛及合金的不利特性，常规加工工艺难以实现其应用所需的精密高质量切割。激光切割工艺可有效缓解这一问题。本研究采用300W先进Nd:YAG激光切割系统对钛合金板材进行加工，重点在于钛合金（5级）激光切割过程中同步优化切缝宽度和切缝偏差。通过多元回归分析建立了切缝宽度与切缝偏差的二次回归模型，并运用遗传算法对模型进行多目标优化。结果表明：切缝宽度优化提升29.78%，切缝偏差优化提升95%；当两项质量指标等权重时，综合优化率达27.39%。研究同时讨论了工艺参数对质量特性的影响。

    关键词： 多元回归分析，切缝偏差，激光切割，混合方法，切缝宽度，遗传算法

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019年6月16日-2019年6月21日）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 二次锂电池在避免巴西公用事业规模风光电站发电削减中的作用

    摘要： 采用智能混合田口-遗传算法（IHTGA）对船舶推进系统中的轴承偏移量和轴系对中进行优化。优化目标是减小轴系正应力和剪切力，约束条件包括冷热工况下轴系推力法兰的许用反作用力、轴承应力、剪切力及弯矩。主推进系统轴系的精确对中对于保障船舶安全运行至关重要。为获得轴承与轴系在运行工况下的合理受力状态，必须确定最优轴承偏移量。本文采用IHTGA替代大多数船厂采用的耗时传统局部搜索法（含试凑过程）进行轴承偏移优化。所提出的IHTGA在常规遗传算法交叉操作间嵌入田口方法，通过在交叉操作中融入田口方法系统化推理能力，实现用于交叉的基因智能选择，从而提升算法在鲁棒性、统计性能及收敛速度方面的表现。采用惩罚函数法将设计目标与约束条件的线性组合作为伪目标函数构建适应度函数，并运用有限元法计算轴承反作用力与应力，以及轴系正应力、弯矩和剪切力。基于2200TEU集装箱船的计算实验表明，IHTGA优化结果显著优于传统含试凑过程的局部搜索法。

    关键词： 遗传算法、轴系对中、船舶推进系统、轴承偏移量、优化设计

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第二十六届电子、电气工程与计算国际会议(INTERCON) - 秘鲁利马 (2019.8.12-2019.8.14)] 2019 IEEE第二十六届电子、电气工程与计算国际会议(INTERCON) - 基于遗传算法优化多谐振控制器系数的光伏多功能变换器

    摘要： 本研究针对微网层级的光伏分布式发电系统进行仿真，采用一种直流-交流电力变换器，该变换器负责向电网注入有功功率并作为并联有源电力滤波器运行，以抑制本地非线性负载产生的谐波。为此，系统配置了基于同步参考坐标系算法的参考电流发生器。参考电流包含畸变分量（对应非线性负载的畸变功率）与需注入电网的有功分量。通过引入PI加多谐振控制器来准确复现参考电流，并采用遗传算法优化控制器参数以提升系统稳定性和波形质量?；贛atLab/Simulink?的仿真结果验证了该方案的可行性。

    关键词： PI+多谐振，遗传算法，逆变器，有源滤波器

    更新于2025-09-16 10:30:52