摘要
ahFK^ #s 
ha7mXGN% p!K^Q3kO 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。
@T J 0bOT&Z^ VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
P3v4! tR H'Jz:6 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。
yatZ Al(B 8~3I^I_v 
YK zfI9Y 8Yo;oH k7 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。
l[C_ vUg 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。
Y$s4 *)% dFmpx%+p VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
, P=.x% ?} lqu7S 初始装置
,.0B0 Y-X ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
pl/ek0QX ─ 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。
U5p 3b; @76I8r5l 
RDEK=^J w:x[ kA VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
$:&b5=i \i\>$'f*z 波导耦合探测
)a9C3-8Y' ─ 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。
taMcm}*T1 ─ 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。
/T +%q#4 }z q o<o 
v# e *RI2} 00@F?|-j VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Lcf?VV} 波导耦合探测
<'\! ─ 该例中使用了倾斜光栅。
X"7x_ yOZ ]dgi]R|` 
#qv!1$}2 (LJ7xoJ^ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
?Ezy0>j 波导耦合探测
4 p%^?L? ─ 该例中使用了倾斜光栅。
m#4h5_N }<&?t; 
.[Qi4jm>` NE4]i VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
X*9-P9x(6 N1 sdWXG 波导耦合探测
| GN/{KH] ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
h6n!"z8H ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
]c
bXI dI>cPqQ 
'H#0-V"= .{|SKhXk VirtualLab Fusion – 波导耦合
YMVi7D~;Q$ yYSoJqj
Q 波导耦合探测
L
>)|l ─ 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。
ddd2w ─ 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。
T(Bcp^N _>;{+XRX[ 
(:\L@j ?@kz`BY VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
reM~q-M~o@ JSmg6l?[u 输出LPD至OPtiSLang
G~ LQM ─ File→Export→Export to optiSlang Project
{Ppb ; 
u:tcL-;U
P1Eg%Y6 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
EBiLe;=X H328I}7 输出LPD至OPtiSLang
\D WKG~r-% ─ File→Export→Export to optiSlang Project
MZxU)QW1 ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
J^S! GG'gb kD7'BP/# 
TjI&8#AWBA DtJ3`Jd VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
W39J)~D^@ Z^=(9 : 输出LPD至OPtiSLang
a .?AniB0 ─ 在输出对话框窗口。
R&g&BF 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
(bpRX$is 可以选择保存到的输出文件夹。
$!TMS&Wk 可以指定
模拟引擎，用于分析。
teC/Uf 5 Z9q4W:jyS 
uH,/S4?X s,kY12<7m optiSLang – 初始化优化
-$Kc"rX &9z&#`AY]> 设置求解器系统
wy{ sS} ─ File→New project…
XsDZ<j%x89 q& _\A0 
f9
:=6 ~b0l?P*Ff optiSLang – 初始化优化
vK+!m~kD u }2:q#}" 设置求解器系统
7 FD,TJs ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
G l2WbY ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
e@S $[,8 ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
!&3"($-U3G b\zq,0% 
7i'clB9! optiSLang – 初始化优化
}Kp$/CYd Sa 0IRC<LV 设置求解器系统
_[i.)8$7 ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
U2tgBF?)A 7/_|/4& 
nEW .Y33 uFhPNR2l optiSLang – 初始化优化
1 ?3+> A f!`7l- 参数化的求解器系统
#<U@SMv ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
TU6YS< ─ 请务必保存计划。
#$L/pRC 6e cx!uc$ 
'HCR i Z< qm'@o -[ optiSLang – 初始化优化
a`]ZyG*P -dN`Ok<g 参数化的求解器系统
A7&/3C6{H ─ 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。
mG@[~w+ !0 |&f>y 
?I:_FT . 6y*Z+Zg optiSLang – 初始化优化
z 4` :n. I9rQX9 #B
参数化的求解器系统
4:733Q3oK ─ 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。
|id7@3leu ─ 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。
`[XH =-p (~! @Uz 5 
.y_ ~mr&d t6kLZ optiSLang –设置优化
|u$*'EsP oL }d =x/ 参数化的求解器系统
k6Vs#K7a ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
zQt)>Qx_ ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
7}~nQl2 mo= @Zt 
,?Vxcr UEm4):/} optiSLang –设置优化
dS \n 2Qb kK
5~hpv 参数化的求解器系统
@{Fa=".Ch ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
S;2 UcSsQl ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
a9_2b}t M19 5[] 
gvo5^O+)HH 6W7,EIf optiSLang –设置优化
R$MR| {!{T,_ J 参数化的求解器系统
QfM^J5j.M? ─ 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。
W?.xtQEv ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
mUR[;;l ─ 这步操作被称为多目标优化。
~ 7Nqw wx B>z^W+Unyn 
b}u#MU rXip"uz(K> optiSLang –设置优化
m9j jKu]| <Nc9F['&# 优化向导
i12G\Ye ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
-GQ.B{%G LUz` P 6 
4j i#Q (4`Tf*5hHa optiSLang –设置优化
R iV]SgV 9 73tjDO7d 优化向导
I<xcVY9L ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
KpS=oFX{} ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
ZX{eggXl ─ 然后点击下一步。
A,=
R`m T:CWxusL （来源：讯技光电）
