专利名称：相关累加法设计非均匀作用曲线的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及在光电子、光纤通信等多个领域，用相关累加的思想来设计非均匀作用曲线的算法。
在日常生活、生产和科研中，人们经常会遇见一些非均匀作用的事例，如在纺织业中，可通过非均匀的施加含有不同涂料的溶液来使同一织物面上出现几种颜色；在光纤制造中，可通过采用冷的有机体在热的光纤表面进行非均匀成核热化学反应，来消除光纤表面的微裂纹，解决光纤的″疲劳″问题。其中有一些沿某一特定方向的非均匀作用，如在采用光纤制作光电探针时，可将光纤一端沿光纤轴向作非均匀的腐蚀，使光纤逐渐变细；光纤光栅是在现代光通信、传感领域有着重要且广泛应用的新型光纤无源器件，在其制作过程中需要用紫外激光对用于制作光纤光栅的光敏光纤沿光纤的轴向实施高精度的非均匀曝光，以获得满足实用化要求的高性能的光纤光栅器件。这里我们称含有涂料的溶液、紫外激光等为作用物，织物、光敏光纤等为被作用物，溶液对织物的染色、激光对光敏光纤的曝光等为作用物对被作用物的作用，染色的多少、曝光量的大小等为作用量。在本发明仅考虑沿一个方向的非均匀作用。作用量沿一个方向分布的轮廓称为作用曲线。随着社会的发展和科技的进步，要求实现的非均匀作用就会越来越多，作用的精度也会越来越高。高精度的非均匀作用往往体现在在被作用物很小的区域内如一定长度内实现非常精确的作用量，而且相邻的区域间作用量的差别很小。实际上作用物的长度或作用物作用区域的长度往往远远大于要实现的作用精度的长度，要想在这样的情况下获得理想的高精度的非均匀作用结果，必须在实际实施作用前对非均匀作用曲线作精密的设计。
目前关于非均匀作用曲线设计的报道基本是针对某一特定的情况的如专门用于光纤光栅制作的非均匀曝光，不具备普遍适用性。而且很多对非均匀作用曲线设计是在假设实际实施非均匀作用的系统非常完美的状态下作出的理想设计。人们根据这样的理论设计去指导实际作用的实施，得到的结果往往会因为实际系统性能的好坏而与设计的结果存在或小或大的偏差。并且一些报道只指出了采用什么样的非均匀作用曲线会得到什么样的理论结果，并没有给出设计的思路。人们从这样的报道中得不到实际实现非均匀作用曲线的方法或是对实际实施非均匀作用的理论指导。
本发明提供一种相关累加算法，该算法在充分利用实际实施作用的系统性能的前提下，设计出在系统上可完全实现的非均匀作用曲线。另外，人们可以根据相关累加算法的设计思想去建立合适的系统，或是针对已有系统制定实现非均匀作用曲线的方案。
为达到上述目的，相关累加算法在设计过程中把系统的性能作为设计的参数加以考虑，得出某一系统能实现的非均匀作用曲线应该满足的条件，然后根据这些条件并结合具体设计要求，进行适当的设计。
一般而言，作用物的长度或作用物作用区域的长度可大于、等于或小于被作用物的长度，如
图1、图2所示。在作用刚开始时，作用物或作用物作用区域1与被作用物2的位置基本有两种情况一是刚开始作用时，一段长度与作用物或作用区域长度相等的被作用物同时处于作用区域1内，然后移动作用物或被作用物进行作用；二是作用前，被作用物2处于作用区域1之外，作用时移动作用物或被作用物使被作用物逐渐进入作用区域。在整个作用过程移动作用物、被作用物的方式一般有三种一是作用物位置固定不变，沿一个方向4移动被作用物使其通过作用区域逐渐被作用，在被作用物达到所需的作用量后使作用物不能对被作用物产生作用比如将被作用物移出作用区域；二是被作用物位置固定不变，沿一个方向3移动作用物使其对被作用物进行作用，在被作用物达到所需的作用量后使作用物不能对被作用物产生作用；三是作用物位置和被作用物均被移动，而且作用物移动的方向3与被作用物移动的方向4相反，在被作用物达到所需的作用量后使作用物不能对被作用物产生作用为得到高精度的设计结果，首先按照精度的长度把作用物和被作用物分成许等份。设作用在长度上的精度为l，作用物的长度或作用物作用区域的长度Lactive，被作用物长度为Lpassive。我们把被作用物分成n等份，n＝Lpassive/l，每份长l＝Lpassive/n，如图3所示；把作用物分成m等份，m＝Lactive/l。在相关累加算法中，假设作用量在被作用物的每一等份内的是均匀分布的。
然后是从头到尾依次逐等份对被作用物上的作用量进行设计，即首先设计第一等份的作用量，设计完第一等份后设计第二等份，设计完第二等份后设计第三等份，依此类推。
无论是哪一种作用方式，被作用物设第i等份(1≤i≤n，i为整数)上的作用量Pi可表示为Pi=∫ifirstiendp(t)dt---(1)]]>其中p(t)为某一时刻t时作用物或作用区域中的作用强度，tifirst为作用物开始对第i等份被作用物作用的时刻，tiend作用物结束对设第i等份被作用物作用的时刻。可见，改变作用强度或作用时间可以获得不同的作用量。
在非均匀作用曲线作设计时，我们假设被作用物是被一等份一等份依次地移出作用区域的，移出第一等份恰好所花时间为t1；在t1时间内，作用物在被作用物上实现的作用量为q1。第一等份移出后，第二等份的首端端面正好与作用区域与非作用区域的临界面重合，将第二等份从临界面恰好移出作用区域的时间为t2；在t2时间内，作用物在被作用物上实现的作用量为q2。相应的，将第i等份从临界面恰好移出作用区域的时间为ti；在ti时间内，作用物在被作用物上实现的作用量为qi。
因为作用物或其作用区域的长度远大于每一等份被作用物的长度，所以在对某一等份被作用物作用时，也会对处于作用区域内的其它等份产生影响。所以被作用物每一等份上的作用量与该等份以前的等份的作用量是相关的，而这一等份的作用量也会对其后等份的作用量产生影响。
假设被作用物的第i等份的首端端面正好与作用区域与非作用区域的临界面重合，由于前面等份的影响，此时该等份上以积累了的作用量为Yi，可以得出Yi＝0 (i＝1) (2)Yi=q1+q2+q3+···+qi-2+qi-1=Σj=1i-1qj(1<i≤m)---(3)]]>Yi=qi-m+1+qi-m+2+qi-m+3+···+qi-2+qi-1=Σj=i-m+1i-1(m<i≤n)---(4)]]>则第i等份上的作用量为Pi＝Yi+qi(5)对于不同的系统，qi的取值范围也不同，假设qmin≤qi≤qmax(6)这里qmin、qmax分别为实际系统在被作用物上所能实现的最小作用量和最大作用量。则Yi+qmin≤Pi≤Yi-qmax(7)等式7就是被作用物的第i等份所能实现的作用量应该满足的条件。
下面以一种典型的情况为代表，对这一条件作进一步分析。这里考虑当Lactive＜Lpassive，并且刚开始作用时，一段长度与作用物长度相等的被作用物同时处于作用物作用区域内，然后移动作用物或被作用物进行作用的情况。我们把被作用物分成两段，分别加以考虑(I)当1≤i≤m时，由等式2、等式3和等式5可得Yi＝Pi-1(8)由等式7和等式8可得Pi-1+qmin≤Pi≤Pi-1-qmax(1≤i≤m) (9)等式9表明，当1≤i≤m时，第i等份上的作用量必须大于第i-1等份上的作用量，这两等份之间作用量差的最小值为qmin，最大值为qmax。(II)当m＜i≤n时，令i＝a·m+b，其中a，b为正整数。由等式4、等式5和等式6可得，Yi=Σc=oapc·m+b-1-Σc=oa-1pc·m+b---(10)]]>qi=Σc=oa(Pc·m+b-Pc·m+b-1)---(11)]]>Pi-Pi-1=Pa·m+b-Pa·m+b-1=qi-Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)---(12)]]>由等式12可得(IIa)如Pi-Pi-1＞0，则qi-Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)>0---(13)]]>所以，必须有Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)<qmax---(14)]]>而且(Pi-Pi-1)max=qmax-Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)---(15)]]>也就是说，当等式14得以满足时，第i等份上的作用量可以大于i-1等份的作用量；而且，作用量增大的最大值如等式15所示。(IIb)如Pi-Pi-1＝0，则须qi-Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)=0---(16)]]>此时，必须满足qmin≤Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)≤qmax---(17)]]>即当等式17被满足时，第i等份的作用量可以等于i-1等份的作用量。(IIc)如Pi-Pi-1＜0，则须qi-Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)<0---(18)]]>即Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)>qmin---(19)]]>而且(Pi-1-Pi)max=Σc=oa-1(Pc·m+b-Pc·m+b-1)-qmin---(20)]]>也就是说，当等式19得以满足时，第i等份上的作用量可以小于i-1等份的作用量；而且，作用量减小的最大值如等式20所示。
由以上的分析，我们得出了被作用物各等份所能实现的作用量以及相邻两等份之间作用量变化所必须满足的条件。根据这些条件，再结合设计的具体要求，就可以设计出在实际系统中就能够被完全实现的，并且满足要求的非均匀作用曲线。
下面结合附图对本发明作举例说明。
图1被作用物长度等于作用物长度时作用物对被作用物作用的方式(1)为作用物或是作用物作用区域、(2)为被作用物、(3)为作用物移动的方向、(4)为被作用物移动的方向图2被作用物长度大于作用物长度时作用物对被作用物作用的方式(1)为作用物或是作用物作用区域、(2)为被作用物、(3)为作用物移动的方向、(4)为被作用物移动的方向图3分成许多等份后的被作用物(5)为被作用物的第一等份、(6)为被作用物的第二等份、(7)为被作用物的第三等份、(8)为被作用物的第i-1等份(9)为被作用物的第i等份、(10)为被作用物的第i+1等份、(11)为被作用物的第n-1等份、(1 2)为被作用物的第n等份图4相关累加法设计出的光纤光栅切趾函数横坐标为光纤光栅长度，其中Lg为光纤光栅的长度；纵坐标为切趾函数值图5切趾函数如图4所示的光纤光栅的反射谱横坐标为波长，单位nm；纵坐标为光纤光栅反射率图6未切趾的光纤光栅的反射谱横坐标为波长，单位nm；纵坐标为光纤光栅反射率这里以设计光纤光栅的切趾函数为例。我们知道，一个性能优异的光纤光栅具有高边模抑制比，高的反射率和好的反射谱。光纤光栅的切趾函数就是光纤光栅的折射变化量沿光栅轴向变化轮廓，函数值是由光栅两端中间逐渐变大的。如光纤光栅切趾函数在光栅两端处取值较小，则光栅两端与其尾纤之间的折射率差就小，光栅的边模抑制就高；如切趾函数在光栅中间处取值较大，光栅的反射率就高；如切趾函数以光栅中点为基准轴对称，则光栅反射谱的形状就好。
这里假设光纤光栅长20mm，紫外激光光斑长5mm，光栅的周期是一定的。并且系统在光敏光纤第i等份所能实现的最小折射变化量2×10-6，即qmin＝2×10-6；折射变化量最大值为1.0×10-3，qmax＝1.0×10-3。
设折射变化量与曝光量成正比，则折射率沿光栅轴向变化的函数也就是曝光量沿光敏光纤轴向变化的函数。对切趾函数的设计也就是对制作光纤光栅时曝光量的设计。
根据相关累加法得出的条件和光纤光栅对其切趾函数的要求，我们将光纤光栅分成n＝10000等份，令光纤光栅首端折射变化量为1.0×10-5，即P1＝1.0×10-5，光纤光栅中间折射变化量为1.0×10-3，即Pn/2＝1.0×10-3，并设计了如下的切趾函数在光栅长度在0～5mm之间时，根据等式9，设切趾函数为P(i)P1+qmin×(1.0+1.1×i/m)Pn/2]]>在光栅长度在5～15mm之间时，先令切趾函数值按P(i)=P1+(Pn/2-P1)·cos(π·(i-n/2)/n)Pn/2]]>变化，同时按等式10计算qi。如qi＜qmin，则令qi＝1.5×qmin，再根据等式12计算Pi。
在光栅长度在15～20mm之间时，令qi＝0，并根据等式12计算Pi。
由此设计出的切趾函数如图4所示。经验证，设计出的切趾函数满足等式9、等式14、等式17和等式19，也就是说，该函数在系统上是可以完全实现的。切趾函数如图4所示的光纤光栅反射谱如图5所示。除切趾外，其他参数均相同的未切趾的光纤光栅反射谱如图6所示。可见，具有图4所示的切趾函数的光纤光栅具有很好的边模抑制比、高的反射率和良好的反射谱。这也证实了相关累加法可以设计出很好的切趾函数。
权利要求
1.一种用于设计非均匀作用曲线的算法，其特征在于可广泛应用于多种领域，对多种形式的非均匀作用进行设计，具有普遍适用性。
2.一种权利要求1所述的算法，其特征在于设计精度的长度可远小于作用物长度或作用物作用区域的长度的非均匀作用曲线。
3.实现权利要求2所述的高精度非均匀作用曲线的设计，其特征在于将被作用物在长度方向上分成许多等份，每一等份的长度等于所要求的精度的长度，并假设每一等份内的作用量是均匀的。
4.实现权利要求3所述的将被作用物分成许多等份，其特征在于各等份上的作用量是相关的。
5.实现权利要求4所述作用量相关，其特征在于设计时是由首至尾逐等份依次进行。
6.实现权利要求5所述的由首至尾逐等份依次进行设计，其特征在于在对每一等份被作用物上的作用量设计时，必须考虑该等份以前的所有等份在达到设计的作用量时对该等份作用量的影响的累加，结合这个累加值、再根据系统性能的好坏，来确定该等份上作用量的取值。
7.一种权利要求1所述的算法，其特征在于设计出的非均匀作用曲线在实际中可被完全实现。
8.实现权利要求7所述的设计可完全实现的非均匀作用曲线，其特征在于该算法推导出了系统在被作用物上的每一等份所能实现的作用量及相邻两等份之间作用量变化程度所必须满足的条件。
9.实现权利要求8所述的推导条件，其特征在于设计过程中考虑实际实施作用的系统的性能。
10.一种权利要求1所述的算法，其特征在于设计是在满足权利要求8所述的条件的前提下、并结合非均匀作用的具体情况作出的，所设计的曲线在能够得到完整实现的同时，也能到达设计的目的。
全文摘要
本发明公开了一种普遍适用的算法，用于设计非均匀作用曲线如切趾光纤光栅制作中作用物紫外激光对被作用物光敏光纤作用即曝光，作用量即曝光量沿光纤轴向的非均匀分布曲线等。该算法把被作用物按精度分成很多等份，根据相关累加的原理推导出作用物在被作用物上的每一等份所能实现的作用量及相邻两等份之间作用量变化程度所必须满足的条件。根据算法推导出的条件，并结合设计的具体要求和实施作用的系统的性能，就可以设计出可充分利用系统性能、满足要求并能够被完全实现的高精度非均匀作用曲线。也可以根据算法的设计思路去建立恰当的实现非均匀作用曲线的系统，或是针对已有系统制定实现非均匀作用曲线的方案。
文档编号G06F17/10GK1472632SQ0213633
公开日2004年2月4日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者韦占雄 申请人:韦占雄