摘要
aVNRhnM t*NZ@)> |XtN\9V. 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。
5T:e4U&
}XX)U_ x VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
l"f.eo0@7 ^Q pP' 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。
U rm&4&y vCb3Ra~L` B~D{p t3y E2Q;1Re@ 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。
K#%L6=t$< 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
=$X5O&E3' p3&/F=T;) VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
V\W?@V9g- ~-.}]N+([ 初始装置
O6pswMhAc ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
f<=<:+ ─ 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。
s+#gH@c Xx~OZ^t&Vn n!2 "pRIi yS [:C
2v VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
B: \\aOEj xdFm-_\- 波导耦合探测
s )POtJ< ─ 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。
Ynl^Z ─ 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。
^
|z|kc EcxPbRg ` .|JTm[ mKugb_d? VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
L Bq~?Q.e 波导耦合探测
'Ybd'|t{} ─ 该例中使用了倾斜光栅。
(dd+wx't N7Kq$ G2O >v7fR<(%s E
( VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
4nK\gXz19 波导耦合探测
,m;S-Im_Xr ─ 该例中使用了倾斜光栅。
IppzQ0'=y1 }TY}s r
L. ScC ~b}a|K VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
hiq7e*Nsb dw#K!,g 波导耦合探测
`% IzW2v6 ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
H .*:+ ─ 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。
$&& mGD;?K t2skg i8iv{e2 %sxLxx_x! VirtualLab Fusion – 波导耦合
sU! h^N$ }(k#,&Fv` 波导耦合探测
d3-F?i
5d ─ 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。
1/X@~ ─ 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。
PP)iw@9j w^OV;gp 1N6.r:wg)% %IrR+f+H VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
_&V%idz!0 2;Vss<hR4A 输出LPD至OPtiSLang
l r80RL'_ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
iO1ir+B\ %LyZaU_sB ^j]"! :h VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
R=& 9 M4 URU,&gy= 输出LPD至OPtiSLang
`_%U K=m
─ File→Export→Export to optiSlang Project
ha[c<e]uo[ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
o>WB,i^ G V`P8oIOh] nhV\ < 4<V%7z_.B VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
b -? wJSf| [v47_ 5O 输出LPD至OPtiSLang
dbn9t7'{ ─ 在输出对话框窗口。
I(^pIe- 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
v. iHgh 可以选择保存到的输出文件夹。
qt_ocOr 可以指定
模拟引擎，用于分析。
)/HbmtX qI
~ 8
>Tb 7 ~b=G y7CC5S ?
optiSLang – 初始化优化
a ?D]]0% pK` 1pfih 设置求解器系统
N OY`1i ─ File→New project…
TF]bmM})0 X0:V5
e M3XG s |gw Z2n
Jw optiSLang – 初始化优化
OlU')0Y Vn&{yCm3 设置求解器系统
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%y^G ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
V 52>K$j ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
r ^=rs!f@ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
[U5@m]>^ 8Z&M}Llk EdL2t`` optiSLang – 初始化优化
DWv(|gO 1G}f83yR 设置求解器系统
TWzlF>4N ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
z*V 8l* 5!QT
}Um 5)5$h]Nz> WCNycH+1 optiSLang – 初始化优化
rn$G.SMgz ]ilQq~ X 参数化的求解器系统
3Pu8IXW ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
QhhL_vP ─ 请务必保存计划。
C/$bgK[ev 18^#:=Z - -fRh N> SND@#?hiO optiSLang – 初始化优化
+3yG8 nx Wm 参数化的求解器系统
?^whK<"] ─ 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。
Ux,?\Vd eOoqH$
i U[0x\~[$K ^4b;rLfk@ optiSLang – 初始化优化
6i+<0b}!/ Y #,&Tu 参数化的求解器系统
z @g%9 |U ─ 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。
(ZPl~ZO ─ 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。
<ni_78 0
k.\o"y / Nc)bF%gX 0BwxPD#6bv optiSLang –设置优化
#<LJns\t
r>e1IG 参数化的求解器系统
q+znb'i-x ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
}qw->+nD ─ 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。
e# U@n
j6 )x,/+R]{8l J $W4A T "ejsz&n optiSLang –设置优化
SK 5_^4 z`qb>Y"xf3 参数化的求解器系统
>\!G43 Q= ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
ZEp>~dn; ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
S:K$fFcJ lak,lDt] mm9uhlV8 s{Og3qUy optiSLang –设置优化
csd9[=HW/Q iT;Ld $!{f 参数化的求解器系统
pO/vD~C> ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
LOgFi%!6: ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
}4g$ aTc ─ 这步操作被称为多目标优化。
soRY M dB)-qL8,2 =H`yzGt Z2L7US - optiSLang –设置优化
i[?VF\Y( sf0\#Q 优化向导
]K3bDU~ ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
04WxV(fo' f}~=C2R1<! (rc 7Cp3 l^XOW- ;u optiSLang –设置优化
cyLl,OA S0Ur{!9\#^ 优化向导
Ge @qvP_ ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
P5H_iH ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
ym p
ik.' ─ 然后点击下一步。
*8J 0yv J )^F （来源：讯技光电）
