摘要
eA<0$Gs,h 
zCk^B/j sM !r<pmr3f@7 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数，例如：优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数，还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加，优化越来越具有挑战性。对于这种情况，VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口，可以使用不同的高级优化算法。
s0vDHkf8 8i2n; LAz VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
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N@J6? VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
q.;u?,|E/ GW fL 
@{2 5xTt 7' Mm205\ optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
|:gf lseE 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
2'w?\{}D mHRiugb! VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
}~L.qG x7Yu I 初始装置
,y#Kv|R ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
ZP(f3X@ ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
J\b^) o4Om} ]Ti 
z:wutq ru , 5h)x"s VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
[1S|dc>.O% %$.3V#? 波导耦合探测
rbWP78 ─ 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。
lN Yt`xp ─ 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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Xw J 7|cB glD u2a,Q VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
T{-CkHf9Q 波导耦合探测
bE ! G JZ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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|IzPgC |Y ,b?*UF VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
.(cw>7e3D 波导耦合探测
Fww :$^_ k ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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k5'Vy8q w9EOC$|Y VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
0Qf,@^zL* u0 `S5? 波导耦合探测
?67Y -\} ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
cK( C&NK ─ 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。
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kaVxT_ 4O^xY
6m VirtualLab Fusion – 波导耦合
!Wntd\ w gCB |DY 波导耦合探测
I; wp': ─ 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。
A P?R"% ─ 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。
8p 'L#Q. 286jI7 T 
12b(A+M
LTQ "8 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
4V)kx[j "R;U/+ 输出LPD至OPtiSLang
8e1UmM[ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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aC8} d -= )H{ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
f<d`B]$( 2DrP"iGq5 输出LPD至OPtiSLang
p>v$F iV2N ─ File→Export→Export to optiSlang Project
yEqps3% ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
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-b9\=U[ <KL,G};0pm VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
|4;Fd9q^m
M^=zt 输出LPD至OPtiSLang
) j#`r/ ─ 在输出对话框窗口。
l[0RgO*S 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
PR#exm& 可以选择保存到的输出文件夹。
9<6;Hr,>G 可以指定
模拟引擎，用于分析。
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Q4#m\KK;i9 y}" O U optiSLang – 初始化优化
?jv/TBZX4 &N^9JxN?8 设置求解器系统
%S96 0 ─ File→New project…
ohGJ 1 _^Ubs>d=* 
qd ~BnR$= /=nJRC 3. optiSLang – 初始化优化
2j [=\K] -:+|zF@f 设置求解器系统
@e.C"@G ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
fgp]x&5Q ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
w e//|fA< ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
^eY!U%. cKca;SNql1 
%D{6[8 optiSLang – 初始化优化
iy.p n i+ ?^8 # 设置求解器系统
gV's=cQ ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
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{BN#h[#B{ ( Y[Q, optiSLang – 初始化优化
@Md/Q~> w3Res Q 参数化的求解器系统
~g]Vw4pv ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
.5_ 2zat0H ─ 请务必保存计划。
T4U ev*A _`j 7clEz 
AofKw n:?a$Ldg m optiSLang – 初始化优化
Wo y m/[i ` r6 ,+& 参数化的求解器系统
Rsm^Z!sn ─ 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。
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Gx/Oi)&/ 1v2 7;Q<+Q optiSLang – 初始化优化
Ty?c C ** )D7m,Wi+ 参数化的求解器系统
eF$x 1| ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
D#C~pdp ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
b{&)6M)zo x=P\qjSa 
%YscBG zY{A'< \O optiSLang –设置优化
H/
HMm{4 ~TD0z AA& 参数化的求解器系统
S9y} ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
~q.F<6O ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
%J?xRv! PJ%C N(0 
1.GQau~ aeJHMHFc optiSLang –设置优化
B~ GbF*j g*_& 参数化的求解器系统
BX7kO0 j ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
zwjgE6 ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
E{`fF8]K 6%_nZvRv 
6A- |[(NS qR8Lh( "i optiSLang –设置优化
2HA:"v8 14yv$, 参数化的求解器系统
\ Gvm9M ─ 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。
[RhO$c$[\ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
g}cq K ─ 这步操作被称为多目标优化。
}&J q}j L#sMSVC+ 
^hM4j{|&M 7R\<inCQ optiSLang –设置优化
@qAS*3j O_7| C\] 优化向导
aX'*pK/- ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
?N9uu4 JK5gQ3C[ 
pl?`8@dI hHnYtq optiSLang –设置优化
BW4J > { 5U$0F$BBp 优化向导
U 'bEL^ Jf ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
HIZe0%WPw ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
9WyhZoPD* ─ 然后点击下一步。
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mZ （来源：讯技光电）
