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随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用

刘磊 郭劲 赵帅 姜振华 孙涛 王挺峰

刘磊, 郭劲, 赵帅, 姜振华, 孙涛, 王挺峰. 随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
引用本文: 刘磊, 郭劲, 赵帅, 姜振华, 孙涛, 王挺峰. 随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
LIU Lei, GUO Jin, ZHAO Shuai, JIANG Zhen-hua, SUN Tao, WANG Ting-feng. Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
Citation: LIU Lei, GUO Jin, ZHAO Shuai, JIANG Zhen-hua, SUN Tao, WANG Ting-feng. Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260

随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用

doi: 10.3788/CO.20140702.0260
基金项目: 

吉林省重大科技攻关资助项目(No.20126015)

详细信息
    作者简介:

    刘磊(1989-),男,山东潍坊人,硕士研究生,2011年于中国科学技术大学获得学士学位,主要从事激光束整形方面的研究。E-mail:lei@mail.ustc.edu.cn

    通讯作者: 郭劲,E-mail:guojin1964@126.com
  • 中图分类号: TP301;TN241

Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping

  • 摘要: 为了满足高光束质量要求,校正激光束在传输过程中产生的波前畸变,改善激光位相分布,进而提高聚焦光斑的能量集中度,基于79单元微机械薄膜变形镜(MMDM)搭建了一套激光束整形实验系统。利用随机并行梯度下降(SPGD)算法,分别选择聚焦光斑半径、形心为中心的环围能量比和质心为中心的环围能量比作为算法性能指标,开展了激光束整形实验研究。3种情况下,分别经过58次、197次、133次迭代趋于收敛,但光斑半径作为性能指标时振荡严重;环围能量比从整形前的0.200 5、0.127 7、0.200 5分别增加到整形后的0.669 9、0.733 9、0.864 0。实验结果表明:MMDM用于激光束整形具有良好的效果,光斑半径作为性能指标整形速度最快,其次为质心环围能量比,形心环围能量比最慢;质心环围能量比作为性能指标整形效果最好,其次为形心环围能量比,光斑半径最差。综合比较,质心环围能量比作为性能指标时综合效果最好。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-15
  • 修回日期:  2014-02-17
  • 刊出日期:  2014-03-25

随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用

doi: 10.3788/CO.20140702.0260
    基金项目:

    吉林省重大科技攻关资助项目(No.20126015)

    作者简介:

    刘磊(1989-),男,山东潍坊人,硕士研究生,2011年于中国科学技术大学获得学士学位,主要从事激光束整形方面的研究。E-mail:lei@mail.ustc.edu.cn

    通讯作者: 郭劲,E-mail:guojin1964@126.com
  • 中图分类号: TP301;TN241

摘要: 为了满足高光束质量要求,校正激光束在传输过程中产生的波前畸变,改善激光位相分布,进而提高聚焦光斑的能量集中度,基于79单元微机械薄膜变形镜(MMDM)搭建了一套激光束整形实验系统。利用随机并行梯度下降(SPGD)算法,分别选择聚焦光斑半径、形心为中心的环围能量比和质心为中心的环围能量比作为算法性能指标,开展了激光束整形实验研究。3种情况下,分别经过58次、197次、133次迭代趋于收敛,但光斑半径作为性能指标时振荡严重;环围能量比从整形前的0.200 5、0.127 7、0.200 5分别增加到整形后的0.669 9、0.733 9、0.864 0。实验结果表明:MMDM用于激光束整形具有良好的效果,光斑半径作为性能指标整形速度最快,其次为质心环围能量比,形心环围能量比最慢;质心环围能量比作为性能指标整形效果最好,其次为形心环围能量比,光斑半径最差。综合比较,质心环围能量比作为性能指标时综合效果最好。

English Abstract

刘磊, 郭劲, 赵帅, 姜振华, 孙涛, 王挺峰. 随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
引用本文: 刘磊, 郭劲, 赵帅, 姜振华, 孙涛, 王挺峰. 随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
LIU Lei, GUO Jin, ZHAO Shuai, JIANG Zhen-hua, SUN Tao, WANG Ting-feng. Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
Citation: LIU Lei, GUO Jin, ZHAO Shuai, JIANG Zhen-hua, SUN Tao, WANG Ting-feng. Application of stochastic parallel gradient descent algorithm in laser beam shaping[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
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