摘要
"9jt2@< / Of*II& 0D+[W5TB 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。
__fa,kK {? "-88bF~ VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
[fiB!G]?
V##=-KZ 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。
_HW~sz| 7xTgG!>v 0?8O9i {?!=~vp 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。
J]yUjnQ[h 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。
l=ehoyER "j;"\i0 VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
[APwHIS 0+L:+S 初始装置
FNL[6.!PV ─ 一般来说,在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
``$Dgj[ ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
V9&7K65-1 Z0uo.
H@.N /'k4NXnW3 gBp,p\ Xc VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
v W=$C &TJMop Vn 波导耦合探测
&*}`uJt ─ 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。
rp^=vfW ─ 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。
)c!7V)z 3eT5~Lbs ]CHO5'%,$ ySAkj-< /P VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
(k/[/`3ST 波导耦合探测
N3O3V5':! ─ 该例中使用了倾斜光栅。
UKX9C"-5v d5Hp&tm sA$x2[*O ,' VT75 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
eB%hP9=:x 波导耦合探测
(#I$4Px{ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
%3b;`Oa T'_#Dwmj* p+M#hF5o R9XISsM^ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
[A~n=m5H " kp+1sG8 波导耦合探测
H4RqOI ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
p[oR4 HWr ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
-KV)1kET ,w-=8>5lrj _G3L+St K/WnK:LU VirtualLab Fusion – 波导耦合
(bhMo^3/* )(b,v/: 波导耦合探测
PL"u^G` ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度,并在探测器结果标签页中给出。
QguRU|y ─ 作为结果,探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
]hE%Tk- a(.q=W 0\tV@ 6p2= mq#8[D VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
RJ}%pA4I f2h`bO 输出LPD至OPtiSLang
WO;2=[#O; ─ File→Export→Export to optiSlang Project
*<HA])D, JG^fu*K .X1xpi% VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
<S[]VXy F:$*0! 输出LPD至OPtiSLang
!O)je>A ─ File→Export→Export to optiSlang Project
xWRkg$A ─ 输出LPD文件,并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
d23;c )'
X|&v]mJ Y @(izC&h \7V[G6'{ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Gx)U~L$B >o/+z18x 输出LPD至OPtiSLang
jJ.isr|` ─ 在输出对话框窗口。
eewlK] 可定义参数空间,并包含了参数的变化范围。
%*bGW'Cw 可以选择保存到的输出文件夹。
]v2%h X 可以指定
模拟引擎,用于分析。
cnw?3/J C[ma!he s2=`haYu 4 H9mKR optiSLang – 初始化优化
zrDcO~w \wR;N/tg 设置求解器系统
oaac.7.fV ─ File→New project…
w;b;rHAZ\ %+pF4f8] %2@O,uCo@ Z Jgy!)1n optiSLang – 初始化优化
!kW~s_gUb* tUGnp'r 设置求解器系统
Q]1s*P ─ 继续,拖动求解器(Solver)向导到场景(Scenery)窗口。
Cl>|*h+m ─ 打开了一个对话框,列出了几种求解器(Solver)范例。
q2+`a;_S ─ 求解器(Solver)范例中必须选择VirtualLab。
tkIpeL[d j{$2.W$ MV.&GUez{ optiSLang – 初始化优化
^\ku}X_[? >,6%Y3 设置求解器系统
~'#yH#o ─ 然后会弹出文件对话框,必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
@f!r"P] >PS`;S!( 2F&VG|" <dWms`QcO optiSLang – 初始化优化
)+ (GE % <1&\5f<5 参数化的求解器系统
()MUyW"S#` ─ 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。
Oh=E! ─ 请务必保存计划。
Mp`!zwR =G\N1E 6s.>5}M!
{>Yna"p optiSLang – 初始化优化
\=2<<
iv itmFZZh 参数化的求解器系统
>F5E^DY ─ 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。
jn]:*i;i $!goM~pZ 5~FXy{ZIH +.J/7gD optiSLang – 初始化优化
O77^.B d3;Sy`. 参数化的求解器系统
!g[UFw ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
TCI)L}L| ─ 通过双击结果(Result)设计标签页中的参数化(Parametric)求解器系统窗口,可以检查参数和结果。
jZgCDA8Mr! *@eZt*_ VQ7A"&hh Yln[ZmK9g optiSLang –设置优化
uskJ(! /0YO`])" 参数化的求解器系统
^&7gUH*v ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
@[v4[yq- ─ 这可以在参数化(Parametric)求解器系统配置的判据(Criteria)标签页中定义。
Ex+E66bE \Lg{GN. Oj1B @QE YBupC!R optiSLang –设置优化
AhU B=)tq.Q7 参数化的求解器系统
RjxFlKs8 ─ 可以通过拖动均匀化对比度(Uniformity Contrast)到目标最小化(Objective Minimize)判据中定义第一目标函数。
a v"dJm ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
UO(?EELm PUEEfq!% CwaW>(`v xM:9XhH1 optiSLang –设置优化
7v
V~O@JP }qg.Go 参数化的求解器系统
FO:k
>F ─ 可以通过拖动平均值(Mean)到目标最小化(Objective Maximize)判据中定义第二目标函数。
.cK<jF@' ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
dO!B=/ ─ 这步操作被称为多目标优化。
~COd(,ul glomwny :Izdj*HL;A 5}4>vEn optiSLang –设置优化
%?PRBE'}' "+A8w 优化向导
{JtfEna ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
k;f%OQsF_ !'(QF9%Q lnnT_[ni. /DX6Hkkj % optiSLang –设置优化
@n;$Edza/ RA*W Ys&xb 优化向导
t_hr$ { ─ 第一步,提供了各种系统参数,包括其指定的值范围。
$
S]l% ─ 此外,optiSLang提供了一个可视化的值范围,其中标出了初始值。
3M"eAK([ ─ 然后点击下一步。
'wjL7PI fl+2'~ (来源:讯技光电)