摘要
QN;NuDHN 
!K_<7iExI\ n}%_H4t 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。
h Q Att 9[{q 5 VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
5-a^Frmg#" ~&0lWa 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。
mFpj@=^_G T8LvdzS 
!N:w?zsp ~Gg19x.#uW 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。
brE% /%! e 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。
K~&3etQF WFug-#;e VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
%RIu'JXi Zjc/GO 初始装置
UHl1>(U ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
q sN}KgTjg ─ 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。
h9A= 20fj `ER#S_} 
10dK%/6/O }&ew}'*9) VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
kYS\TMt,C EA:_PBZ 波导耦合探测
y(Pv1=e ─ 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。
T2T?)_f /
─ 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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g[ { rX4~| F
j"]C.6B. VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
6>d 3 * 波导耦合探测
H/#WpR g ─ 该例中使用了倾斜光栅。
FP6 Jf I8 tN)Vpb\J 
\iwUsv>SB w/0;N`YB VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
%eu_Pr 6X 波导耦合探测
(yeN> x}_ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
2Q/V D,yU toox`| 
~b jT,i v@!r$jZ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
3A b_Z SkX x : @ 波导耦合探测
# 4sSt-s& ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
s[*I210 ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
vinn|_s% 0c#|LF_ 
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Pu r Y_ VirtualLab Fusion – 波导耦合
P6ugbq[x#e ~qW"v^< 波导耦合探测
.V^h< d{ ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
kL}*,8s{ ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
>3ASr M+>w Ef6LBNWY. 
1w?DSHe iHOvCrp+X VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
,6\oT;G 8x6{[Tx
输出LPD至OPtiSLang
x8h=3e$ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
$5yH8JU 
`X wKCI fPsUIlI/A VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
[%7oq;^J .`N&,&H 输出LPD至OPtiSLang
oth=#hfU^ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
Ru`7Xd. ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
ez *O'U kv3V| 
$QuSmA<4lS o7 X5{ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
WG*S: _? Os|F 输出LPD至OPtiSLang
4}=Z+tDu> ─ 在输出对话框窗口。
h|&qWv 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
k'Z$# 可以选择保存到的输出文件夹。
h]okY49hY 可以指定
模拟引擎，用于分析。
'ZQR@~G p[gq^5WuC 
N]@e7P'9F ig,v6lqhM optiSLang – 初始化优化
E@ $HO_;& 'x\{sv 设置求解器系统
)SFy Q ─ File→New project…
%L;'C
v R a?0jcSQ$ 
%Nm69j-5% Ej6 4^* optiSLang – 初始化优化
g JMv @8 GW?R 设置求解器系统
MDKiwT@# ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
k7Z 1Y!n7 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
j*)K>
\ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
q'awV5 y 0E#3XhU 
[ 6t!}q optiSLang – 初始化优化
k%?A= h a7Rg!%r 设置求解器系统
qy|si4IU8, ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
`JL&x|q o \a\ApD
X>y6-%@ gcf EJN4' optiSLang – 初始化优化
|CFTOe\ q uEKa
FRm 参数化的求解器系统
@z)_m!yV1 ─ 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。
*z
A1 NH5 ─ 请务必保存计划。
SLG3u;Ab ()v{HB i 
5 5T c p94 w0_m@| optiSLang – 初始化优化
p #95Q "ewB4F[ 参数化的求解器系统
#e8NF,H5 ─ 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。
~?)ST?& 5 #U*vGVT 
/P /S0 "~lGSWcU optiSLang – 初始化优化
G}b LWA *Q8d &$ ^ 参数化的求解器系统
?0VLx,kp ─ 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。
a _0G4@=T ─ 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。
3;J)&(j0 sy|{}NkA! 
w oqP&8a c|'hs optiSLang –设置优化
pPdOw K# V0h 参数化的求解器系统
OW12m{ ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
S?5z ─ 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。
)'RLK4l ?*Kewj 
m_z1|zM}o T?+xx^wYk optiSLang –设置优化
huau(s0um f}'E|:Z 7k 参数化的求解器系统
04wmN ─ 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。
J !:ss ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
e ga< {t | '2E'?\/x 
7='M&Za :B<lDcFKJ optiSLang –设置优化
j/R UEJX0= 参数化的求解器系统
PQ2u R
─ 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。
dfo{ B/+ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
;!k1LfN ─ 这步操作被称为多目标优化。
uL!{xuN :LL>C)(f 
he/UvMu S) [`Bm optiSLang –设置优化
a"{tq Nc [;D4,@A 优化向导
m.MOn3 n] ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
V$wf;v0d ( }Jgz#d 
RkN a;j)t 1@ H3!V4 optiSLang –设置优化
$b#"Rv ".qh]RVjV 优化向导
=S-'*F ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
MS6^= [" ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
'$M=H. ─ 然后点击下一步。
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s L!-@dz （来源：讯技光电）
