摘要
H! 5Ka#B 
aMGh$\Pg 0^Vw^]w 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数，例如：优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数，还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加，优化越来越具有挑战性。对于这种情况，VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口，可以使用不同的高级优化算法。
74:( -vS uL- kihV:- VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
:RukW.MR 2;*G!rE&*` VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
t#_6GL EtPB_!
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Gey-8 ,mvFeo;@f optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
? Fa$lE4 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。
r>|S4 O OmZZTeGg1s VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
X]2Ib '( HJJ)D E7; 初始装置
[ ^\{> m7 ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
7VZ ^J`3 ─ 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。
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Qi dI q GR1$\] VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
E&z^E2 zVtTv- DU 波导耦合探测
k~: (.)Nr ─ 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。
v(JjvN 21 ─ 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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"QS(4yw?jg +}( ]7du VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
g'T L`=O 波导耦合探测
)BI%cD ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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9 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
>k@{NP2b 波导耦合探测
^ /Yk*Ny ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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WuF\{bUh g(s}R ? VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
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S 波导耦合探测
kn HrMD; ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
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R^F:J ─ 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。
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i>G:*? a 0e ]J2> VirtualLab Fusion – 波导耦合
1
rbc}e -~\7ZRP8 波导耦合探测
RiZ}cd ─ 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。
X3gYe-2 ─ 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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Ebi~gGo 1uA-!T*e> VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
CnY dj~ > [T6/#M 输出LPD至OPtiSLang
5qq U8I ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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n],cs l<sWM$ez VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
^( C,LVP< ko!aX;K 输出LPD至OPtiSLang
{"|GV~ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
/n,a0U/ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
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/ Kn 
r[j@@[)" Mwj7*pxUh VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
#&{)`+!" =5%}CbUU)4 输出LPD至OPtiSLang
/~<Przw ─ 在输出对话框窗口。
g8"{smP/ 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
=*y{y)B^g 可以选择保存到的输出文件夹。
f' S 0 " 可以指定
模拟引擎，用于分析。
NH 1|_2 4HXNu, T' 
F
'HYWH0? Uf[Gs/!NV optiSLang – 初始化优化
Pc~)4>X< F2 0%r 0 设置求解器系统
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eP[*Q ─ File→New project…
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><6g-+*k uk.x1*0x optiSLang – 初始化优化
zfml^N 6XeqK*r* 设置求解器系统
<lSo7NkR ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
= &U7:u ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
VD=F{| ^ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
_j_c& VK4" 
4Gy3s|{ optiSLang – 初始化优化
O}Do4>02 C9T- 4 o1 设置求解器系统
X^ 0jS ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
e=Kr>~q= @eDL j} 
T=cb:PD{% ><;.vP optiSLang – 初始化优化
pQ+4++7ID t4iV[xl3F 参数化的求解器系统
jZ69sDhE ─ 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。
&4L+[M{J@4 ─ 请务必保存计划。
h"Q&E'0d H*dQT y, 
';x5 $5k' #+P)X_i` optiSLang – 初始化优化
JvLa@E ) K:sC6|wG 参数化的求解器系统
&nF7CCF ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
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5& ~E7=c3:" 
O7I|<H/gVE JE+{Vx} optiSLang – 初始化优化
L_7-y92<W ~7=w,+ 参数化的求解器系统
;0\ ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
j6$_U@)%O ─ 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。
N+ R /ti YJrZ 
='r4z z [P W*|U optiSLang –设置优化
%(wa~:m+S- {mV,bg,}~ 参数化的求解器系统
y#;@~S1W ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
&+t,fwlM ─ 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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7J2i /m PfVjfrI[ optiSLang –设置优化
zc-.W2"Hu 2myHn/%C 参数化的求解器系统
(@?PN+68| ─ 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。
wXsA-H/` ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
P/FO, S-V jW+L0RkX 
%.D @{O .Su9fj y% optiSLang –设置优化
8aD4 wc O-vvFl#4 参数化的求解器系统
5 lC "10 ─ 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。
~?{@ 0,$ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
TNV# ─ 这步操作被称为多目标优化。
Mzx y'U V m :~s6c6H 
RyxIJJui KdOy3O_5N optiSLang –设置优化
]E)gMf x_ \e&"x 优化向导
R('44v5JQp ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
A{ hWFSv _dq.hW7 
vf (\?Js , L +s,,k optiSLang –设置优化
X Jy]d/ LE!3'^Zq 优化向导
8<uKzb(O: ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
vV| u+v{ ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
B;':Eaa@ ─ 然后点击下一步。
R28h%KN Rj% q)aw' （来源：讯技光电）
