摘要
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I%&9`ceWY 98]t"ny [ 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。
&SM$ oy#? ] UI+6}r VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
2mO#vTX4 Q. Xs Y.{ 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。
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lEDHx[q Dmi;# WY 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。
%(Ys-GeGr 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。
S3'g(+ S Fs|;>Up0 VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
E
oR(/*' 'k67$H 初始装置
P~<93 ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
rrWk&;? ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
v (h Xk]S M;Rw]M 
<f6PULm tb{{oxa,k VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
_pGv iGR }ELCnN 波导耦合探测
|BkY"F7m9 ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
h n|E < ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
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) R@gnTe E?mp6R]}% VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
B|=maz:_ 波导耦合探测
5r<(Z0 ─ 该例中使用了倾斜光栅。
e W)I}z +{ S7/v ,E 
ug,|'<G+ RG3G},Q VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
t"p#ii a 波导耦合探测
/&d`c=nH ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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--YUiNhh S1`0d9ds# VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Iq ]6] ~ p.W*skD 波导耦合探测
"T%'Rp`j| ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
-!>ZATL<B ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
%QgAilj, |a$w;s>\ 
DB%AO:8 Wky S Tc VirtualLab Fusion – 波导耦合
TQd FC\@f" eJGos!>* 波导耦合探测
,M& 0<k\ ─ 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。
idS
RWa ─ 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。
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y O;C3q .0E4c8R\X VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
0,$-)SkT bM0[V5:jB 输出LPD至OPtiSLang
ZV] e- ─ File→Export→Export to optiSlang Project
fKz"z{\,0 
m '(;uR` Hq\E 06S@ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
';\gR/L H
L|s pl(c 输出LPD至OPtiSLang
>^f)|0dn)E ─ File→Export→Export to optiSlang Project
0#fG4D_ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
)R ) $T' P"uHtHK 
JX/4=.. XVDd1#h VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
E}' d,v#Z{ #!Cter2 输出LPD至OPtiSLang
x~9z`d {! ─ 在输出对话框窗口。
k?/ v y9 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
z2Y_L8u 2 可以选择保存到的输出文件夹。
+
lB+|yJ+ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
27],O@ 2?L )=E~CpKV 
|] !o*7"4 y^QYl ZO optiSLang – 初始化优化
#}!>iFBcH aDl,
K;GL 设置求解器系统
Q P=[ Vw ─ File→New project…
+8 )]m< X`3vSCn 
{eswe =tc `:!$ optiSLang – 初始化优化
\l]pe|0EW +dgo-)kP(_ 设置求解器系统
Wz-3?EQ ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
w38c ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
`$V[;ld(mz ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
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bwSRJFqb optiSLang – 初始化优化
6A$_&? ,%?; \?b%h 设置求解器系统
&:DCtjK ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
,_Qe}q FU sWsG,v_ 
(~G5t(+ 2E 3?0DL", optiSLang – 初始化优化
[W9e>Nsp0 K$<`4#i 参数化的求解器系统
Ld\L Kwo ─ 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。
qIDWl{b< ─ 请务必保存计划。
s!@ =rq 1 ;\]D9i 
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P /c
Q1 optiSLang – 初始化优化
\)^,P A3 =!?[]>Dh 参数化的求解器系统
d2C[wQF ─ 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。
i'W_;Y} FQk_#BkK 
QiTR-M2C! I&pr_ ~. optiSLang – 初始化优化
pcI& 8h&oSOkQk, 参数化的求解器系统
3$?9uMl# ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
mUrS &&fu8 ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
ka5#<J7<p 5) d,G9 
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' R`@8.]cpPy optiSLang –设置优化
]aC ':55( @<D' - mMt 参数化的求解器系统
gp~yt0AU ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
a=J@y K ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
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r6d0x J 3/\<=Qh optiSLang –设置优化
xm <v">< Z/2,al\ 参数化的求解器系统
FX
HAZ2/\ ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
9J~:m$. ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
)XLj[6j0 N]1V1c$G* 
81GQijq #4P8Rzl$/ optiSLang –设置优化
*Q bM*oH H$z>OS_6U 参数化的求解器系统
{ 1+Cw?1d ─ 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。
q';&SR#"`K ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
$|4cJ#;^L ─ 这步操作被称为多目标优化。
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[J a)<!]< )R jb/3* ! optiSLang –设置优化
E]?)FH<oP r_b8,I6{] 优化向导
nd.57@*M ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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rHvF%o M{C6rm| optiSLang –设置优化
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LtC~)R 优化向导
FX
H0PK ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
T" n{WmVQ ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
*8z"^7?^= ─ 然后点击下一步。
"hL9 f=w u3U4UK （来源：讯技光电）
