摘要
'? !7 Be M+;!]tbc3 E#&c]9QM75 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。
%nG ~u,_2f f0N)N}y VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
Dn{19V. L [E. .VesrM 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。
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9iOW &)fhlp5 jN5} 2 p* :"y7Weh 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。
m;$F@JJ 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
o0-f UCmC nEa'e5
lg VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
{YxSH % G*{ u(x( 初始装置
A{u\8-u ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
lN= m$ J ─ 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。
Fh3Dc 83~ ]w&?k:y> <(6-9(zHa EFT02#F_f VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
R fVV(X hD9' `SQ 波导耦合探测
?@,f[ U- ─ 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。
jP6oJcZ ─ 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。
6LF^[b/u Ej {eq^n eiNk]KXAYX VUg~[ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
"*H'bz K 波导耦合探测
V+"*A ─ 该例中使用了倾斜光栅。
A$9_aqbj ;29X vhS8 bCac .x#jo *t]&b ;=gE VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
aaa#/OWQZ 波导耦合探测
+%cr?g ─ 该例中使用了倾斜光栅。
"n2xn%t{ T\b";+!W oJz:uv8Pe. w|UKMbRMU] VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
5M.n'* BBuY O$p 波导耦合探测
KohQ6q ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
%>*0.)wG ─ 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。
I5<#SW\a? D*2p LZAj4|~,m j/` qd(=B VirtualLab Fusion – 波导耦合
A1 s=;qr odT7Gq 波导耦合探测
k`J..f9 ─ 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。
}rAN2D]"} ─ 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。
B, na (P52KD[A[ _F$t#.o r7BH{ >- VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
OTjryJ ^ < $?}^
0R 输出LPD至OPtiSLang
(R|FQdH ─ File→Export→Export to optiSlang Project
Gy Xs{* yp/V 8C 1#X = &N VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
CCvBE, u x k2,oyUT=S 输出LPD至OPtiSLang
,8 -_=* ─ File→Export→Export to optiSlang Project
..]X< ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
(,9cCnvmYU JX,#W!d # WmAkzvq N(/<qv VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
)Ai%wCzw* R{y{ 输出LPD至OPtiSLang
[q{T xe ─ 在输出对话框窗口。
48NXj\L[y 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
ua>~$`@gX 可以选择保存到的输出文件夹。
N~<}\0 可以指定
模拟引擎，用于分析。
?)QBJ9F b 0x0CMf 6)2M/( 6rC P]YnF optiSLang – 初始化优化
*SG2k .$ b2-|e_x 设置求解器系统
~5dq5_ ─ File→New project…
}eRG$)' eeTaF!W fB"gM2' Zg f||, optiSLang – 初始化优化
K[yJu 4 2_~XjwKE 设置求解器系统
~W2&z]xD ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
bh6wI%8H ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
,
p=8tf# ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
!*.
nR(>d qvT+d
l3#[ 4 J2F>m40 optiSLang – 初始化优化
f<:SdtG5 H D ^~4\% 设置求解器系统
!w\;Q8irN ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
f9=X7"dzP /;m!>{({) rd~W.b_b !td.ks0 optiSLang – 初始化优化
wyEgm:V t TUYl><F5v= 参数化的求解器系统
`%I{l ─ 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。
/4BXF4ksi, ─ 请务必保存计划。
fB}5,22 !+ hgKZ] {NqGWkGt*b &b8D'XQu optiSLang – 初始化优化
`3s-\> o*BI^4 参数化的求解器系统
+~]g&Mf6o ─ 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。
<4b o7XH l@jJJ)Qyk &y+*3,!n8 y_r6T
XnGL optiSLang – 初始化优化
/YR $#&N2 j"=jK^ 参数化的求解器系统
>p:fWQ6 ─ 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。
X;RI7{fW%X ─ 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。
TC}u[kM )I STb . r"?w 5E|2 S _)G optiSLang –设置优化
<3Cr CEPC
H:Le^WS 参数化的求解器系统
=Ji:nEl]z ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
%V/]V,w:*R ─ 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。
r P_ )*) 'M/&bu r I78pul8! Lo 4t:H& optiSLang –设置优化
v_ h{_b 8 (1vS)v
$L 参数化的求解器系统
{D< ?.' ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
WF G/vzJ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
IuD<lMeJ J RPwSo.c4 Hy'&x?F6 gX<C-y6o optiSLang –设置优化
vD t? N9 2t<CAKBB
参数化的求解器系统
3E-&8x7uYR ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
.CY kb8hF ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
S0cO00_ob ─ 这步操作被称为多目标优化。
(B5G?cB9 +,,~ <Vm fmh]Y/UC v80 e]M! optiSLang –设置优化
l"/O s_4O tEl_A"^e 优化向导
qM'5cxe ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
3;A AC (X dL>ZL1.$ O#g31?TO ^Ue >T 8 optiSLang –设置优化
eo !{rs@f ,b{4 GU$3 优化向导
}/|1"D ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
x\WKsc ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
ET4YoH> ─ 然后点击下一步。
hz!.|U@,{< [LE_lATjU （来源：讯技光电）
