摘要
4=`1C-v?q p!)PbSw# Pa#Jwo 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。
/|#2ehE xi4b;U j VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
mM2I .r&CIL > 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。
Z\]LG4N? Bn%?{z) he@Y1CY mkPqxzxbrL 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。
st~ l|| 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。
8zcS h/ Wb#<c tM> VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
MRZN4<} 9 8r:T&)v 初始装置
H|,d` @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。
U3-MvI,Q ─ 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。
XR p60i6f V$:%CIn f}KV4'n KY0<N 9{ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
\TnK<83 @[`]w`9Q7 波导耦合探测
g z uWhQo ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
m( dW["8D ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
p&0 G &~x |w6M]J 7/fJQM [3ggJcUgW> VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
?)-anoFyVW 波导耦合探测
%Wm ) ─ 该例中使用了倾斜光栅。
s jaaZx1
rf 60' -UAMHd}4 53.jx38xS VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
ftRdK>a
D 波导耦合探测
(lq %4h ─ 该例中使用了倾斜光栅。
tNOOaj9mw V\Y, 4&b I [9}<N2,9z :/Z1$ xS VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Fo5UG2E& #,FXc~ V 波导耦合探测
33a}M;vx ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
a*_&[ ─ 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。
>HzTaXCR[ nE0I [T( paYS< 8In u*oP:!s VirtualLab Fusion – 波导耦合
P1]F0fR mq(K _ 波导耦合探测
hY A1N&yz@ ─ 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。
cg_tJ^vrY ─ 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。
[Z;H= ` pe) . h+cOOm-) f'7/Wj VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
& $#NV@
k^B7M} 输出LPD至OPtiSLang
W'E3_dj+ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
(Hmh b}H vDR>
Q&/K !:uh? RW VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
M:d|M|' 1-<?EOYaE 输出LPD至OPtiSLang
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─ File→Export→Export to optiSlang Project
^L\w"`,~ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
;Yg/y &sXk!!85: .Rb1%1bdc G[fg!vig#7 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Q'j00/K 7E?60 ^Tve 输出LPD至OPtiSLang
V4W(> g ─ 在输出对话框窗口。
NID2 $ p 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
&4M,)Q ( 可以选择保存到的输出文件夹。
!NK Py+v 可以指定
模拟引擎，用于分析。
g y#G; 9p hsQ*ozv[) 6$csFW3 R 8)b*q\ O' optiSLang – 初始化优化
z_y@4B6>}
+4 D#Ht 7 设置求解器系统
K8QEH c: ─ File→New project…
bQu@.'O!k Qi9M4Yv 9IacZ ? fM _Y optiSLang – 初始化优化
jT-tsQ ., 8lCo\T5" 设置求解器系统
<){J|O ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
Oe k$f,J- ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
)Q |sW+AF ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
Rp}S m ,w( :<1PCX2 K2tOt7M! optiSLang – 初始化优化
Of<Vr.m{R !\\1#:*_W 设置求解器系统
nEik;hAz ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
qx?0]!x iTCY $)J XNl!?*l5?l `2HNQiK'@ optiSLang – 初始化优化
8ROZ]Xh,x >kDkv g1" 参数化的求解器系统
sHSg _/| ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
5j5} c`: ─ 请务必保存计划。
<2^
F'bQV U {9yfy jF{\=&fU 7X .B optiSLang – 初始化优化
[>:9 #n L@G~9{U> 参数化的求解器系统
D}nRH@<` ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
V24FzQ?z:. d ifAQ<` r +i=P_p R^ JtWjJR optiSLang – 初始化优化
GVM)-Dp] }eLth0d`'o 参数化的求解器系统
v)v`896S` ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
C 4eQ.ep ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
a0&R! E; .;; :t0PB L: UPS&) 5VE9DTE optiSLang –设置优化
:g)`V4% :b(Nrj&TQ[ 参数化的求解器系统
l3YS_WBSn ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
)'$'? Fn ─ 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。
]_:j+6i nSbcq>3 U)qG]RI ;:w0%>X^ optiSLang –设置优化
Kh NO xMZ 7)l+h Z 参数化的求解器系统
p</V_B IW ─ 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。
*orP{p -U ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
Y;>D"C.. RjGJfN { tS3{y*yi Q ;2n optiSLang –设置优化
M tBoX*" %j;mDR9 5 参数化的求解器系统
ko`KAU<T_ ─ 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。
zd {\XW ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
aHSl _[ ─ 这步操作被称为多目标优化。
4cJk a~ M}N[> ,2' 3t:/Guyom8 ,h* 'Cs04h optiSLang –设置优化
L9,O,f ^eCMATE 优化向导
N/r8joi# ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
]+@I] \S4 A=\:b^\ ZKoISuM -X,[NI3 optiSLang –设置优化
Aiqn6BX{ 7H_*1_%ZQ 优化向导
"Rr650w[ ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
G[a&r ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
KDJ-IXoU ─ 然后点击下一步。
"uG@gV u=PYm+q{ （来源：讯技光电）
