摘要
] D(laqS;" 
) h*)_7 @;T>*_Yhn 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。
Kp_L\'.I5$ 3f 1@ <7* VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
(9;qV :0` ?DAW~+,!7o 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。
D.e4S6\& ?;\xeFy! 
kR
C0iTV'I |!0R"lv'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。
O@.afk"{ 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。
W*'gqwM& 8J&K_ JC^ VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
"82<}D^; TEgmE9^`)7 初始装置
?[[K6v}q{ ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
p1dq DgF* ─ 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。
6bL"Z OEu M6ol/.G[ 
/ae]v+ W] 8t p@ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
VrV* -J' QK +s}ny 波导耦合探测
<K8$00lm ─ 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。
u>~G)lx% ─ 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。
&FQ]`g3_@ ^1&xt(G 
(qE * z =y3gnb6 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
:U5>. ): 波导耦合探测
*fBI),bZa ─ 该例中使用了倾斜光栅。
PB
!\r}Q UX-l`ygl 
<h_ lc}o/ 4<`x*8`
, VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
5 =Os
sAr 波导耦合探测
#y~`nyg%| ─ 该例中使用了倾斜光栅。
"s']@Qv _8Si8+j 
%4 Nq T $qN+BKd]3 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
nwd
02t u I,{9vew 波导耦合探测
NT~L=x sY ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
F, ^< ─ 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。
9 R XT AT^?PD_ 
5a9PM( 4m%RD&ZN VirtualLab Fusion – 波导耦合
H6<\7W89y `pp"htm 波导耦合探测
M ) 9Ss ─ 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。
T-=sC =sS, ─ 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。
!<"H73?fl ArBgg[i 
YoD1\ a|
D7%`hU VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
W,zlR5+Jk saOXbt (& 输出LPD至OPtiSLang
$'}:nwq6x ─ File→Export→Export to optiSlang Project
5S'89 r 3m 
W
M/pP?|| f=v +D0K$n VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
'?+q3lps iMnp `:* 输出LPD至OPtiSLang
@?_<A%hz ─ File→Export→Export to optiSlang Project
wi]|"\ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
C& 0iWY\a
Y_&D W4 
sL;qC\S ,HXY|fYr
VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Lwgk}!KR BH0@WG7F 输出LPD至OPtiSLang
pg69mKZ$ ─ 在输出对话框窗口。
%WrUu|xj>_ 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
m#+0uZm( 可以选择保存到的输出文件夹。
bet?5Dk 可以指定
模拟引擎，用于分析。
4oLrCQZ\ C=}YKsi|R| 
@d Ac2<4 X:\ r ) optiSLang – 初始化优化
ysA~Nq@ xW*L^97 ; 设置求解器系统
_X{i hf ─ File→New project…
//VgPl =LHE_ AA 
"Ko ^m(` |yiM7U,i optiSLang – 初始化优化
EBS04]5ul 0_Tr>hz 设置求解器系统
vX})6O ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
}6} Gj8Nb ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
Hep]jxp+ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
m4(:H(Za Z^9;sb,x 
NKd!i09` optiSLang – 初始化优化
*M;!{)m? djV^A 设置求解器系统
\{L!hAw ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
$trvNbco F*hOa|7/ 
YuD 2Q{ >=c<6#:s<9 optiSLang – 初始化优化
V%?oI]"
l fkWuSGi 参数化的求解器系统
LBT{I)-K ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
;1}~(I#Y ─ 请务必保存计划。
uiDK&@ R S zghUwW |K 
b Mi,z3z hZ!N8nWwNR optiSLang – 初始化优化
yWsV !Ub r6&f I"Yg 参数化的求解器系统
}R* [7V9" ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
x/47e8/ "NSm2RU3 
0V
,R|Ln Z8tQ#Pu{ optiSLang – 初始化优化
oEvXZ;F@.
!]4' f/ 参数化的求解器系统
T(K~ be ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
_7? o/Q?F% ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
x3O$eKy\|5 ZWaHG_
U) 
MrEyN8X W 4Nbl optiSLang –设置优化
]&w>p#_C .I CGGC`O 参数化的求解器系统
Q~<$' j ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
ZP5.?A-=C ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
}5-^:}gL 74ma
ENm\1 B P% >J^ optiSLang –设置优化
Alaq
v+A$CGH96 i]!C H2\ optiSLang –设置优化
2[: *0 DV# (( F[]<? 参数化的求解器系统
-Wc'k 2oU ─ 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。
p* E_Po ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
X(kyu,w ─ 这步操作被称为多目标优化。
!7t, (Id8 SbU=L kx# 
We% -?l:" pJ-/"Q|:i optiSLang –设置优化
VqV6)6 i&\N_PUm[ 优化向导
/H& : ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
0@z=0}0Z LM }0QL
m? 
cN_e0;*Ua #aUe 7~ optiSLang –设置优化
.w2X24Mmb f l>*>)6pm 优化向导
2
>G"A ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
)]~'zOE_ ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
V E1 B"s</ ─ 然后点击下一步。
I_N(e|s\U [4B.;MS( （来源：讯技光电）
