摘要
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[$2qna2VP piu0^vEEH 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数，例如：优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数，还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加，优化越来越具有挑战性。对于这种情况，VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口，可以使用不同的高级优化算法。
B/Ba5z"r$ $'$>UFR VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
9U10d&M( ,35Ag#va 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。
Ve14rn l @A"U)A( 
`D)S-7BR .! j#3J..u 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。
q)Je.6$#X 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
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to |E|T%i^}./ VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
l\U*sro< n1)'cS 5} 初始装置
0=,'{Vz}A ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
O<a3DyUa; ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
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u-M] A z- sWW\bK0B4 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
U$EM.ot D JJZJ}7 波导耦合探测
XbXgU#% ─ 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。
%o-jwr}O{ ─ 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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/w ta VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
`^f}$ R| 波导耦合探测
vK`S!7x'& ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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`wE$s o> VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
}9 FD/ 波导耦合探测
aKD;1| ) ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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MS 9$EH K VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
1+FYjh!2t T*p| 'Q` 波导耦合探测
e)b r`CD% ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
7~lB}$L ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
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7Nn ]Lx VirtualLab Fusion – 波导耦合
>5df@_' <xC : Ant 波导耦合探测
,$o-C&nC ─ 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。
]P
JH'= ─ 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。
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}1@n(#|c s"#CkG VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
-wBnwn- V_ {vZ/0e 输出LPD至OPtiSLang
^ v#+PyW ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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$ To 4dJb V5cb}xx VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
xqU^I5Z ?UU5hek+m 输出LPD至OPtiSLang
'/n \Tg+ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
ZyZl\\8U ─ 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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nz }]C04:- wYC9 ~ms- VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
R
A*(|n> cvn- *Sj 输出LPD至OPtiSLang
]w 5ji ─ 在输出对话框窗口。
U<1}I.hDJ 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
#}nBS- + 可以选择保存到的输出文件夹。
LqMe'z 可以指定
模拟引擎，用于分析。
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27}.s0{D wEZq kV optiSLang – 初始化优化
Y}85J:q] %?U"[F1 设置求解器系统
~oEXM ?M ─ File→New project…
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PEMxoe<+ 3 (Gygq# optiSLang – 初始化优化
x(exx
)w 1uK)1%vK 设置求解器系统
JDIz28 Ww ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
wY."Lw> 6 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
d#x8O4S%i2 ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
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yYVW"m optiSLang – 初始化优化
][s*~VK; .D>A'r 8U 设置求解器系统
J@=!w[ v+ ─ 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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%Z-Tb OX ~hxeD" w optiSLang – 初始化优化
3<V.6'*k w*]_FqE 参数化的求解器系统
A- <.# ─ 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。
/v<e$0~s< ─ 请务必保存计划。
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B8P@D"u $D0)j(v optiSLang – 初始化优化
^hGZVGSv }W Bm%f 参数化的求解器系统
fSgGQ
D4 ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
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\`p |,j #,Fx@3y\a optiSLang – 初始化优化
FQv02V+&< hfP(N_""S 参数化的求解器系统
b*$o[wO9 ─ 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。
]lG_rGw ─ 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。
TLR Lng jb6ZAT<8 
Z =1,<ydKV }K qw\ ]` optiSLang –设置优化
.1l[l5$ *o2_EqXL* 参数化的求解器系统
3 8ls 4v3 ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
Rwi5 +;N ─ 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。
n^I|}u\ ZFd{q)qe 
'< U[;H9\ 123-i,epg optiSLang –设置优化
>ZOZv 's%ct}y\J 参数化的求解器系统
|<5J ─ 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。
;_;H(%uY ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
RvZryA*vu 1&x0+~G 
Hr_x~n=w $4 fjSSB~ optiSLang –设置优化
&n Y2u-Q r]K0
]h@B 参数化的求解器系统
b~N|DKj ─ 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。
NJz*N%VWD ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
!{|yAt9kP ─ 这步操作被称为多目标优化。
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M4$4D? 34 &$_0zn optiSLang –设置优化
A?< "^<A^ w {UKoU 优化向导
H#d! ` ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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,_7tRkn I.n{ "=$B@ optiSLang –设置优化
j^R~ Lt4 ^SelqX 优化向导
.<|4PG ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
-2m Ogv ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
P+ h<{%: * ─ 然后点击下一步。
aABE= 9Y Q(eQZx { （来源：讯技光电）
