摘要
M
`^[Y2 c 
#{vC =m73 Ps74SoD- 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。
W*t]
d >WIc" y. VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
Dlq !:dF{& mL=d E Q 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。
%VH, (}i RE U," 
XzHR^^;u"* +a3E=GJ 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。
MDU#V 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。
B*,)@ h V`1,s~" q VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
;~EQS.Qp D]]wJQU2 初始装置
@kqxN\DE ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
y=Kqv^ ─ 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。
kIVQ2hmv 4 P&2Z0 
!g9k9 l [/ CGV8+ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
,^1zG Lr:Qc#2 波导耦合探测
m{/(
3 ─ 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。
bI55G#1G ─ 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。
IHni1 N) H "'#- 
[b:&y( )1uiY
f&k VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
|QDoi[
* 波导耦合探测
x9v SekV ─ 该例中使用了倾斜光栅。
@PEFl" 4|=>gdW)KN 
x# J9 GP. #wI}93E VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
wqb4w7% 波导耦合探测
9{*{Ba ─ 该例中使用了倾斜光栅。
#;]#NqFX mdWA5p( 
rm8Ys61\= `RL
Wr,h VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
K*SgEkb'l FH+X< 波导耦合探测
Io1j%T#ZT ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
H~a
~ 'tm ─ 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。
~5f&<,p! >R+-mP!nj 
|9#q7kM tk&AZb,sP VirtualLab Fusion – 波导耦合
;
oyV8P$ 2R[v*i^S 波导耦合探测
>}+{;d ─ 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。
jE\ G_> ─ 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。
gV2vwe ]n!V 
HwUaaK
ipu!{kJ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
H9mN nZ_k S6<o?X9,I 输出LPD至OPtiSLang
--K) 7 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
?veeW6E( 
LwC?t3n 9>)b6)J D VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
/Y #8.sr Q@ VA@N=w 输出LPD至OPtiSLang
jHFjd' ─ File→Export→Export to optiSlang Project
>jW **F ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
\ 'm7un x MJ -= 
Kh]es,$D v$y\X3)mB VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
@t%da^-HS" -9b=-K.y 输出LPD至OPtiSLang
'Z{`P0/^o` ─ 在输出对话框窗口。
M| (VM=~ 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
dn( !wC] 可以选择保存到的输出文件夹。
^?cu9S3 可以指定
模拟引擎，用于分析。
kTL{Q0q :zHSy&i` 
Tn7Mt7 h suN6(p(. optiSLang – 初始化优化
\.i7( J] b~gq8,Fatb 设置求解器系统
uw+nll*W% ─ File→New project…
:'[?/<iTg ug9Ja)1| 
* ~P B /TMV Pnvz. optiSLang – 初始化优化
xA3_W $H<_P'h-B 设置求解器系统
] &8em1 ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
$DDO9 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
Ua}R3^_)a ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
OxJ HhF EXSH{P O+ 
IVxJN(N^ optiSLang – 初始化优化
O60T.MM` {]IY; cL 设置求解器系统
mS%4 ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
A ROHe Ftyxz&-4$p 
i e1~QQ {QEvc optiSLang – 初始化优化
L'wR$ C6>_ wl] 参数化的求解器系统
]-wyZ +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。
rCo}^M4Pb ─ 请务必保存计划。
jZ~girA w"v96%"Y 
3cJ'tRsp< (6f D5XtS optiSLang – 初始化优化
%p \ ~ KcT(/! 参数化的求解器系统
^@x&n)nzP ─ 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。
v} !lx)# =sW K;` 
@.L#u#
^qL<=UC. optiSLang – 初始化优化
<8 ( q. X}GX6qAdt 参数化的求解器系统
4l0>['K&{ ─ 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。
OI Fjc0 ─ 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。
kiF}+,z" O
C;~ H{ 
f hg'4FO oyiG04H& optiSLang –设置优化
6EY\ b0 }dy\dnQ 参数化的求解器系统
%]F/!n ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
-[*y{K@dh ─ 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。
$\m:}\%p 7jw+o*; 
W
/v
&V# )-I/ej ^ optiSLang –设置优化
PC5$TJnj3 =Fe4-B?I 参数化的求解器系统
iklZ[G%A0 ─ 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。
hc W> R ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
e> _a
( _o w7E\70 
-I4@6v E, zZd.U\"2 optiSLang –设置优化
A p z C |Fx *,91 参数化的求解器系统
papMC"<g$ ─ 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。
g\B ?
|% ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
n"?*"Ya ─ 这步操作被称为多目标优化。
|A68 +(3u SDbk Px 
y ~-v0/ E#d~.#uH optiSLang –设置优化
`#f f`j|a |"}7)[BW} 优化向导
M4|ION ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
pc IS}+L ;[4=?GL* 
rPr]f; pq_U?_5Z'r optiSLang –设置优化
#t2N=3dOj !5'4FUl J 优化向导
h}tC +_"D ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
By9CliOy: ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
;I@\}!%H ─ 然后点击下一步。
Y9-F\t=~ 0`V=x+*, （来源：讯技光电）
