摘要
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g9bK )[oU|!@ 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。
![Ip)X
OG v/+ dx/ VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
'VJMi5Y(- 2+=|!+f 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。
7gV Wu" p hXVuQ +1d\ZZA|6& <Dm6CH 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。
]Vb #(2<2 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。
%\~;I73 CHeG{l)<r VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
lR.a3.~ a+{g~/z;,Q 初始装置
WP]<\_r2 ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
=AD/5E,3 ─ 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。
eU%5CVH.v G)#
,39P (la<X <w tMAa$XrZj VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
j%p~.kW5 CCEx>*E6c 波导耦合探测
/#:RYM' Tu ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
6km
u'v w ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
Z;>~<#!4 ,6M- xSDs s`#hk ^{ +W;B8^imG VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
SAH\'v0 波导耦合探测
"~V}MPt ─ 该例中使用了倾斜光栅。
/t>o
- \Flq8S /t^ (Wx)YI JG( < VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
@\"*Z&]8z0 波导耦合探测
^1~/FU ─ 该例中使用了倾斜光栅。
4|2$b:t Q}=RG//0* ~HYP:6f Q?"[zX1 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
dX$])b_Uw xJ"Zg ]d{ 波导耦合探测
hf?^#=k^ ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
)K?GAj]Pq ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
8 m1zL[.8g &R5 M&IwL M:I, j cbwzT0 VirtualLab Fusion – 波导耦合
3FXMM&w d|o"QYX 波导耦合探测
pbzbh&Y ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
aJ}sYf^ ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
J<BdIKCma +.N;h -' W@ Z=1y }cPV_^{ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
>bZ# #KK( Z \; 输出LPD至OPtiSLang
yBe/UFp+ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
=#V11j O#EBR<CuK d#d~t[= VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
xw-q )u RdDcMZ 输出LPD至OPtiSLang
ZbrE m ─ File→Export→Export to optiSlang Project
)m'_>-`^: ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
<+ b: /,>.${,;u qnS7z%H8 ;VuB8cnL` VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
1(?J>{-lw kp6x6%{K\ 输出LPD至OPtiSLang
5&kR1Bp#- ─ 在输出对话框窗口。
qN QsU 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
QVH_B+
Q 可以选择保存到的输出文件夹。
-J30g\ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
y?JbJ JdRs=#X h0eo:Ahi MYPcH\K$h optiSLang – 初始化优化
*nc4X9 {DK :"ep 设置求解器系统
H<xC%/8 ─ File→New project…
I;v`o{ V[mQ;:= :A'!u r=\ L C7L O
optiSLang – 初始化优化
O9_YVE/-] uUe\[ -~ 设置求解器系统
FSmi.7 ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
9y4rw]4zI ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
!LJ.L?9qw ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
AWDjj\Q4 _tk5?9Ykn p~.@8r( optiSLang – 初始化优化
2T5xSpC K;qZc\q 设置求解器系统
&rl>{Uvq ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
9CNHjs+-}s *o[%?$8T t0 >{0 5 LasH[:QQQ optiSLang – 初始化优化
e%U*~{ m+ zK 2wLX 参数化的求解器系统
*[H+8/n_ ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
F^YIZ,=p! ─ 请务必保存计划。
]~^/w}(K nIjQLx nnG2z@$- Q
8r tZ optiSLang – 初始化优化
O i0;.< kX iy]}1((hR 参数化的求解器系统
E(tBN]W. ─ 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。
NXBOo 32iI :u
i6d$/ yP" 8 zC k9& optiSLang – 初始化优化
V, +[XB B`scuLl3 参数化的求解器系统
>bN ~p ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
JP4Moq~r ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
/[ ? F1Q `#rfp
9w (U_Q7hj a? 'pY;] ^M optiSLang –设置优化
C._sgO [M^[ 61 参数化的求解器系统
X u):.0I ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
p'uz2 /g ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
~(j'a!#Vvk o# xg:m_py Yp]G)}'R 3 \n{,Q optiSLang –设置优化
r^t{Ii ~ 8 %j{4$ 参数化的求解器系统
qffSq](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。
%vt SeJ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
A+*oT(` \83A|+k -FN6sNvIh /: `
i%E optiSLang –设置优化
SECQVA_y` P\4tK<P| 参数化的求解器系统
5 e k %d ─ 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。
_IV@^v ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
`b ")Bx| ─ 这步操作被称为多目标优化。
dB+GTq=6f p@Y$e Z:O c^Jgr(Ow fq'X y9L optiSLang –设置优化
AC:s4iacC KVM@//:{ 优化向导
(kQ.tsl ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
d^5SeCs6 Z 'NbHwW} NWHH .1| "qTC(F9N$. optiSLang –设置优化
o,Zng4NY $SzCVWS 优化向导
9G&l qfX: ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
z8 (R.TB ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
F|Dz] ar ─ 然后点击下一步。
tnF9Vj[#%_ L%K_.!d^ （来源：讯技光电）
