摘要
1VF
ed!:/+3 e/ HxB m~Lcqy 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。
4\pWB90V {TO mv VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
yMZHUd PN$X N< VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
q;f KcblKj \.f}W_OF 
C vPioi qC_mu)6 optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
}m/R ZP~= 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
& SAH2xR
Ku/~ N# VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
K. %U 2[B4f7 初始装置
F,GN[f- ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
0l=+$& D ─ 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。
E"%2 ) ' JdkUhq1V 
j} F-Xs+ v[TYc:L= VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
K7e4_ZGI )i>[M"7 波导耦合探测
\ A%eG& ─ 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。
ck jr k ─ 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。
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E RdL^T> e,k2vp!<& VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
BP qGJ7@ 波导耦合探测
yMc:n "-[ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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G ){g <w>/^|]# VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Q<6P. PTya 波导耦合探测
|2`"1gt ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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?/M_~e.P ]h!`IX VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
a$9A(Pte j2M+]Zp. 波导耦合探测
b [@V Ya ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
w %c ─ 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。
W~ U Lc 9 `7+j0kV) 
;pJ2V2 g8 4ZC!SgJo VirtualLab Fusion – 波导耦合
P zZZ>7_6S V5D2\n3A 波导耦合探测
Y '`"9Db ─ 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。
V% CUMH =U ─ 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。
* zVvQ= 2 .Yi ( r 
J?n<ydZSH 0 nW F VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
~S; Z\ DB`QsiC ) 输出LPD至OPtiSLang
9.M{M06; ─ File→Export→Export to optiSlang Project
W9J1= 
F9XT
lA I<h=Cj[[ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
$v} <' fP%Fyg^k 输出LPD至OPtiSLang
:DkAQ-<~ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
qJ8-9^E,L ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
|G=[5e^s[ BH@b1} 
> %*B`oqo 6ri#Lw VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
W7UtA.2LT Jm( ixekp 输出LPD至OPtiSLang
G+"8l!dC? ─ 在输出对话框窗口。
|V`S >m%N 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
0,FC
YTtj$ 可以选择保存到的输出文件夹。
_MYx%Z 可以指定
模拟引擎，用于分析。
_zC (J @qK<T 
H3 m8 `1p 8C% optiSLang – 初始化优化
Eych R/ s .
%(^mK)zQ 设置求解器系统
2HOe__Ns ─ File→New project…
s` >H 3;$b S<> 
X<MpN5%|Wo -S; &Q'Mt optiSLang – 初始化优化
4/wwn6I}G p/|(,)'+jx 设置求解器系统
6 w#n kF ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
rS~qi}4X ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
rm+v( & ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
P M~*|(fA ++92:decM 
2m J: c optiSLang – 初始化优化
boQ)fV" zS%
m_,t 设置求解器系统
Xt(!
a ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
zW'/2W. 0 K3Hf^>m 
2uu[52H8d% nN{dORJlx optiSLang – 初始化优化
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py}99G O@`J_9 参数化的求解器系统
&d
3HB=x ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
G:Hj;&'2 ─ 请务必保存计划。
MTB@CP!u [y{E 
2oNV=b[ (Nt[v;BnO optiSLang – 初始化优化
z<QIuq w ~v<v& 参数化的求解器系统
8xo;E=` ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
OLFt;h @aB9%An1 
RV]a% mVlM n2 na9dX)w optiSLang – 初始化优化
~x+Y kq0 pYGYy'%A' 参数化的求解器系统
R"Y?iZ ed3 ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
Rkr^Z?/GH ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
1E^{B 8cm }wkaQQh 
(wlfMiO +G\0L_B optiSLang –设置优化
le2/Zs$ {3 SdX 参数化的求解器系统
b7f0#*( ? ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
xc *!W*04 ─ 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。
x?>!UqgkY 3#<'[TF00t 
<"NyC?b+G hwZ6 . optiSLang –设置优化
"0<Sd?Sz \v s%U}IrO 参数化的求解器系统
_}z_yu#jY ─ 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。
0 i _ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
V4oak!}? MyM+C} 
$*aE$O6l $OT}`Te~ optiSLang –设置优化
hC|KH}aCR) @C<d2f|8 参数化的求解器系统
d"p2Kx'*3 ─ 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。
q'fPNQg ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
|#:=\gugh ─ 这步操作被称为多目标优化。
$KH@ , ;Xz G$S1#F - 
u ,! 4vKx 2Z-,c;21 optiSLang –设置优化
8t--#sDy{0 3P3:F2S R 优化向导
(, d/ JnP ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
+0dQORo D'85VZEFyo 
7s$6XO! nxf {PbHk optiSLang –设置优化
Y+OYo I B>ge,
}{ 优化向导
a$laRtId7 ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
e%'z=%( ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
$]Rl__; ─ 然后点击下一步。
j a L$LJV J]$er0`LY （来源：讯技光电）
