摘要
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c*~]zR>s! Z@r.pRr'
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。
9?k_y ZV c [5KG} VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
2it?$8#i Dih3}X&jn$ 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。
&iV {:)L jVq(?Gc 
Tgl} Q $fmD optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
M'/aZ#
b 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
%.vVEy c_>f0i VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
8,uB8C9 0x!2ihf 初始装置
P67o{EdK ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
]~3 U
─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
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p VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
I"`M@ % & zo|Lfe 波导耦合探测
wm^J;<T[ ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
3 g6j?yYqb ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
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c ;'[W60 Sr?# S VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Hik3wPnp 波导耦合探测
QeK*j/ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
)Dz+X9;g+ h*<P$t 
?y!E-& Cn[0(s6 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
6VhjJJ 波导耦合探测
nak Yn ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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/Js7`r=Rx ~ _ !F01s VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
'f?$"U JF S1?-I_t+] 波导耦合探测
',S'.U ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
rX1QMR7? ─ 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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|u ;v27 ?p za G{ VirtualLab Fusion – 波导耦合
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O1yV ~b2wBs)r 波导耦合探测
piZJJYv t ─ 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。
J:\|Nc? ─ 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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|*0<M(YXN {qa Aq%' VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
y?q*WUh
0/ oyf]HR 输出LPD至OPtiSLang
bv*,#Qm ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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ziCHjqT
D N*t~Z3[ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
"l*`>5Nn9 'uxX5k/D@t 输出LPD至OPtiSLang
W!&vul5 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
O7 $hYk ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
E\4 +_L_j 6}oXP_0U 
e [#j.|m SE~[bT VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
bAm(8nT7w G@Z?&" 输出LPD至OPtiSLang
yu/`h5& * ─ 在输出对话框窗口。
Zc`BiLzrIG 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
[ra _ 2R 可以选择保存到的输出文件夹。
w:<W.7y?0 可以指定
模拟引擎，用于分析。
,5 * eX v3jg~ "! 
hHMN6i s K5r$Dbr optiSLang – 初始化优化
a0ObBe' *^wm1|5 设置求解器系统
_&b4aW9< ─ File→New project…
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_ka<R.. 2 FW \O0U 
jYhB
+| os]8BScx optiSLang – 初始化优化
ixT:)|'i 9BuSN*4 设置求解器系统
Oa l3rb ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
&mtJ Rfnu ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
6gs0 1c,BA ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
t>$kWd{9e; y;o^- O 
]&pds\ optiSLang – 初始化优化
3^6
d]f EG=Sl~~o 设置求解器系统
)(384@'"u ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
+lM X{es\O _<OS qE 
{R? U.eJW
ftF@Wq1f optiSLang – 初始化优化
+P`*kj-P\ `.Qi?* ^ 参数化的求解器系统
Evjj"h&0J ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
\hEN4V[ ─ 请务必保存计划。
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@-!}BUs? x}"uZ$g
optiSLang – 初始化优化
S_IU V) cZ2kYn 8 参数化的求解器系统
xM&Wgei]10 ─ 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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Z:}AQ ]33>m|?@ 
y3o25}" B2 'i7P s optiSLang – 初始化优化
In<n& i b M 4?ig}kh 参数化的求解器系统
&b fA.&
` ─ 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。
ZWKg9 %y7 ─ 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。
W1|0Yd ;P rcC<Zat,| 
+N:o-9 3GhRWB-U optiSLang –设置优化
zZ` _D|<m O Z~5*v 参数化的求解器系统
9E"vN ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
"q.\>M Cv ─ 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。
h _+dT E4~<V=2l 
hUp.tK:X7o m0;CH/D0 optiSLang –设置优化
`</ff+Q 6 Pu*6"}#~ 参数化的求解器系统
}n3/vlW9 ─ 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。
~^r29' 3 ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
f-`)^ 5E #\ X#w<\? 
=pS5uR~ )\J+Kiy) optiSLang –设置优化
\1fN0e iiS-9>]/ 参数化的求解器系统
}:KEj_~. ─ 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 #,f 4P ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
H?&Mbw
d ─ 这步操作被称为多目标优化。
AK*LyR? rMLp-aR' 
jw^<IMAG\8 }}\vV} s optiSLang –设置优化
XH }\15X QSszn`e 优化向导
8TLgNQP ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
QD:{U8YbF$ ho g=ut 
O$&mFL[` o:3dfO%nuM optiSLang –设置优化
J Nt^ (z 7 /VK# #z 优化向导
ToXki , ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
P(,p'I;j ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
Vr^n1sgE}r ─ 然后点击下一步。
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2$cO_> （来源：讯技光电）
