摘要
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KeOBbe Mc3h
R0 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数，例如：优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数，还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加，优化越来越具有挑战性。对于这种情况，VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口，可以使用不同的高级优化算法。
~u`! Gi lR K ?%~ VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
`V_/Cz_}D &+{xR79+& VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
MmX[xk z iGL4c0p 
0m!ZJH e b2f2WY |z> optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
Oc+L^}elJ 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
qq%_ksQ k+G4<qw VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
zw9ULQ$# knZd}?I* 初始装置
VzM@DM]= ~ ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
61wG: ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
iw;Alav"x a cZ|H 
n ?fC_dy
.7Bav5 ; VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
P3FpU<OBwp "MP{z~M mj 波导耦合探测
Yy~ Dg ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
2-2LmxLG ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
pnb$lpxt d }CMX$1 
J@{ Bv% BU\NBvX$ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
U]&%EqLS 波导耦合探测
F+^[8zK^ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
$4) g uG) [/^g) ^s: 
m{Xf_rQ
w S?WUSx*N VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
SygsZv&LZ 波导耦合探测
$}o,7xAn ─ 该例中使用了倾斜光栅。
Dp'af4+%$ Y(mwJud| 
&1n0(q B ~a)2 0 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
w5R9\<3L uty]-k 波导耦合探测
ht!:e>z&4 ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
%['F[ M o ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
X,Q(W0-6$u Fd0FG A&L 
| '(IWU nW[aPQ[R VirtualLab Fusion – 波导耦合
F<1'M#bl #Z5~a9rO 波导耦合探测
,
>6X_XJQ ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
R|yT UGY ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
nI` 1@ vB& 32 J 
?q7Gs)B=^' u(qpdG||7 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
}0*7 bb EH%j$=@X 输出LPD至OPtiSLang
KJ
|1zCM ─ File→Export→Export to optiSlang Project
{GY$J< 5= 
)v.FAV: B W1O1zIh\ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
#-8/|_* /;J;,G`? 输出LPD至OPtiSLang
AS39 8L ─ File→Export→Export to optiSlang Project
wjs7K|PK ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
~'Hwszp b cw M 0Z6
4cL=f @ZWKs
VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Z!6G (zz:> NIGFu{S 输出LPD至OPtiSLang
l$NEx0Dffz ─ 在输出对话框窗口。
Ei!z? sxzx 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
xr -scdh2 可以选择保存到的输出文件夹。
P#] jPW 可以指定
模拟引擎，用于分析。
C8- q<t#SF r>OE[C69 
(' Pd
GV4V / ffWmb_4 optiSLang – 初始化优化
"5FeP; NH!! .Z" 设置求解器系统
fNumY|%3 ─ File→New project…
}r[BME ny0`~bl{p 
?2a gU n1V *VQV optiSLang – 初始化优化
6C=.8eP +-i@R% 设置求解器系统
e wR0e.g ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
4H)a7 <, ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
y CVBG ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
B:SRHd{*Wu 4D5)<3N=d' 
N_U
D7P1 optiSLang – 初始化优化
:/08}!_: S45jY=)z 设置求解器系统
m;|I}{r ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
d cs d//E 01b0;| 
7UiU3SUcg Wh7nli7f_ optiSLang – 初始化优化
|b'AWI81D g|Cnj 参数化的求解器系统
uFgw eOJ ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
b?l\Q Mvi ─ 请务必保存计划。
=6h f'lP Yi3DoaS;" 
U-d&q>_@A
}#1g; optiSLang – 初始化优化
c|XnPqo;f &^"m6 参数化的求解器系统
rx<fjA% ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
pE#0949 4R.#=]F 
.$rcTZ _XN sDW4| optiSLang – 初始化优化
3UEh%Ho l%fl=i~oN 参数化的求解器系统
qohUxtnTK> ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
*e=e7KC6kI ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
:v+ 39 g~]FI 
6Yu8 ReuL NB[b[1 Ch optiSLang –设置优化
aO{k-44y = 619+[fK 参数化的求解器系统
Sn0 Gw ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
vU _#(jZ ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
Gh.02 pq 4frq 
hhpH)Bi= 5_PD ?lg optiSLang –设置优化
z`W$/tw" z;LntQZp- 参数化的求解器系统
!.!Ervi!N ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
P+JYs ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
9
HuE'(wQ R lv|DED$ 
k&^f Iz Q% 6*S!~ optiSLang –设置优化
0 @>3f R m]85F^R0 参数化的求解器系统
$WDa} ~j~^ ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
z}Q54,9 m ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
hTF]-&
hZ ─ 这步操作被称为多目标优化。
ie 5" >zhbOkR9c 
nlK WZYv h_J 'dJS optiSLang –设置优化
6g)21 Mh# >n#Pq{7aF 优化向导
2$|WXYY ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
SJL?(S* N[Fz6,ZG _ 
R/iXO~/"J (sZ B- optiSLang –设置优化
x.!%'{+ { d+l@hgz~ 优化向导
' y1=Z ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
60 *=Bs%b ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
m)&2zV/Q ─ 然后点击下一步。
zXB.)4T |iU#!+zY （来源：讯技光电）
