摘要
d"#& VlKcv 
F DQP|, vk K8D#K 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。
/f Ui2[ y >713H!uj VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
Ts c2;I `}o{o 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。
QZ?%xN(4 #BOLq`9 f 
kWm[Lt ])vWvNx 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。
dZ;r n!dg> 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。
xC^| S0B : 3 p&h[M VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
mgL{t"$c hI}rW^o^ 初始装置
SYaL@54 ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
{Hr
P;) ─ 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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ps&p| ?'%9
VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
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"}ZUa~7 波导耦合探测
eGE[4Z ─ 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。
>@+ r| ─ 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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ki<4G w7"&\8a VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
VcpN
PU6 波导耦合探测
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─ 该例中使用了倾斜光栅。
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*R8qnvE\() w hb,2=gIE VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
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FtmI\, ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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Rf0F`D k c,FhI~>R VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
vI1UFD
D l~j{i/> 波导耦合探测
;{S7bH' 6m ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
OaCp3No ─ 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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_^Yav.A= >#8J@=iuqv VirtualLab Fusion – 波导耦合
e(~Y! :Q#O yE>f.|( 波导耦合探测
vgbk
{ ─ 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。
UukHz}(E ─ 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。
OYwH$5 le.(KgRS4 
[>xGynU0 =[x
@BzH VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
yMCd5%=M\ BzyzOtBp3L 输出LPD至OPtiSLang
s\dhQZ w3 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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86 
<h<4R Rj uU#7SX(uu VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
9<Kc 9Z zm`^=cV 输出LPD至OPtiSLang
~ @Au < ─ File→Export→Export to optiSlang Project
97~*Z|#<+ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
o:C],G_ eq(Xzh 
-Yf pfNt 2%oo.?!R VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
53jtwklA ~n $e 输出LPD至OPtiSLang
RiNKUk{- ─ 在输出对话框窗口。
PN @[k:5( 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
-f!oq7U 可以选择保存到的输出文件夹。
6D n[9V 可以指定
模拟引擎，用于分析。
G: p!PB>= i~04 P 
IsjD- t ~.'NG?
%7P optiSLang – 初始化优化
i][af S/l?wwD 设置求解器系统
BoMf#l.3B ─ File→New project…
DU.nXwl] 7<?~ A6 
a|\ZC\(xI KN"V(<!)~ optiSLang – 初始化优化
Q?\rwnW?U (HZzA7eph 设置求解器系统
#Kp/A N5YC ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
"0yO~;a ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
ND|!U#wMNV ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
WF {rrU: !b+/zXp3I 
5lMm8<v optiSLang – 初始化优化
I!;&#LT+b 5 I(gP 设置求解器系统
xo46L\ ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
D{!N Tr B[R1XpB7 
<r%QaQRbm M6+_Mi. optiSLang – 初始化优化
,Uh7Q-vd fy`e)?46 参数化的求解器系统
tE: m&
;I ─ 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。
e2v [ma- ─ 请务必保存计划。
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oKJj?%dHK9 ^BruR gc+ optiSLang – 初始化优化
p7A&r:qq# ttwfWfX 参数化的求解器系统
i-b++R/WN ─ 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。
hl[!4#b]K HZ1e~IIw 
54 Baz o!3 -=<^ optiSLang – 初始化优化
5 $e|@/(0 bw8~p%l? 参数化的求解器系统
J Rm:hf' ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
W:7oGZ >4 ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
CjtXU=}A pOCLyM9c 
w6fVZY4 >HUU`= SC optiSLang –设置优化
GB(o)I#h 62&(+'$n 参数化的求解器系统
DFz,>DM; ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
0wLu*K5$4E ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
(= H%VXQH aIv>X@U} 
aMSX"N"ot _U.D*f<3) optiSLang –设置优化
.O{2]e$ <|M cE 参数化的求解器系统
HXT Bxh ─ 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。
);wSay>%( ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
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JRkC~fv SsDe \"?Q optiSLang –设置优化
x?:[:Hf &k
/uR;yw 参数化的求解器系统
V f JYYR ─ 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。
jmbwV,@Q2 ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
iK$)Iy0 ─ 这步操作被称为多目标优化。
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%X Jv ;| ] ZGP optiSLang –设置优化
1 nb ]~{l 7 u!i)<pn 优化向导
]A:n]mL ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
bb# F2r4 8,p nm 
J#7\R':}zl wuCiO;w optiSLang –设置优化
:?s~,G_*l _ cK"y 2 优化向导
H 3Y FbR ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
05mj V6j7m ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
>(s)S[\ ─ 然后点击下一步。
N/QTf1$ vT V'D&x2 （来源：讯技光电）
