摘要
7kleBDDT T"3WB o >:8GU f* 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。
D_'Zucq aY6]NpT VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
bD=_44I aMT&}3 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。
KrG$W/<tg W)o-aX!P .{~ygHQ`f =TU"B-* optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台,包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
_8t{4C 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
<.~j:GbsE tXwnK[~x VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
`}s)0 /}6 D{\hPv 初始装置
v;irk<5 ─ 一般来说,在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
,f4Hl%T; ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
X`[or:cB
Zn&X
Uvdl %5$yz| : eCdMDSFO3 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
-g_PJ.Hk /id(atiF^ 波导耦合探测
nQb{/ TqC' ─ 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。
3/P2&m ─ 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。
ps^Z)x`GV t d-EB&i\ ?tg(X[h{S |-=^5q5 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
!/sXG\ 波导耦合探测
89?AcZ.D ─ 该例中使用了倾斜光栅。
D'c,z[ JM@MNS_||( @'jC>BS8` m<hR
Lo VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
t@.M;b8 波导耦合探测
Q3'\Vj,S& ─ 该例中使用了倾斜光栅。
`pOiv&>
ze{ -}4<P}.5T VYMs`d[ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
4F^(3RKZ| rK9X68) 波导耦合探测
rq:R6e ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
d*4fl. ─ 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。
o&-q.;MY uR"(0_ now\-XrS m?`U;R[ VirtualLab Fusion – 波导耦合
E}00y%@*J \J.PrE'(} 波导耦合探测
DfXXN ─ 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。
(ylpH`
─ 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。
]9pK^< 5~5d%C^3k =I-SQI8 6p=AzojoB VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
KD11<&4_x 4en[!* 输出LPD至OPtiSLang
6av]LY K ─ File→Export→Export to optiSlang Project
|W[BqQIf lb{<}1YR0o -U`]/ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Ml@,xJ/aia /=).)<&|R 输出LPD至OPtiSLang
}'U"HHv ─ File→Export→Export to optiSlang Project
%3M1zZY ─ 输出LPD文件,并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
<DxUqCE UC"<5z
lcu ZaIlo5 c!{v/zOz VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
?ey!wcv~ &-mPj82R 输出LPD至OPtiSLang
60c cQ7= ─ 在输出对话框窗口。
5ztHar~f 可定义参数空间,并包含了参数的变化范围。
n}Pz: 可以选择保存到的输出文件夹。
R2|v[nh 可以指定
模拟引擎,用于分析。
.KSPr 7O84R^!|2 v1*Lf/ ;'CWAJK optiSLang – 初始化优化
//9Ro" 4=^_ 4o2 设置求解器系统
~<!b}Hv ─ File→New project…
\3a(8Em ,Wtod|vx\U (\S/
;j|T#-. optiSLang – 初始化优化
d}#G~O+y3v yU`"]6(@[ 设置求解器系统
*8ykE ─ 继续,拖动求解器(Solver)向导到场景(Scenery)窗口。
-b'93_ZTu: ─ 打开了一个对话框,列出了几种求解器(Solver)范例。
A14} ─ 求解器(Solver)范例中必须选择VirtualLab。
j5QS/3 6P@3UQ)}s Ry2rQM` optiSLang – 初始化优化
t_%6,?S6 QbA+\ 设置求解器系统
9,g &EnvG ─ 然后会弹出文件对话框,必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
DY<Br; B]jN~CO? M`^;h: DN^ 0k Ezi optiSLang – 初始化优化
lW}"6@0, 94Wf ] 参数化的求解器系统
>5G2!Ns' ─ 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。
AT.WXP0$A ─ 请务必保存计划。
}H2<w-,+ doM}vh)6 QJ1_LJ4)a $42%H# optiSLang – 初始化优化
~{MmUp rS $7
1(g$6# 参数化的求解器系统
l'h[wwEXm{ ─ 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。
E07g^y"}i Id-?her>B <~ E'% 60; GjF'03Z4 optiSLang – 初始化优化
cu&tdg^q 2Hltgt, 参数化的求解器系统
^3`CP4DT ─ 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。
U-+%e:v
─ 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。
}ti+tM* M`{x*qR zSs5F_ )<W6cDx'H+ optiSLang –设置优化
&}sC8,Sr 2x3'm 参数化的求解器系统
&Z
Ja}5k!r ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
erG@8CG ─ 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。
pC9Ed9uRK f?xc-lX5R JUBihw4 sA6Ku(9 optiSLang –设置优化
sR%,l MN|8(f5Gs 参数化的求解器系统
#)im9LLC# ─ 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。
SVvR]T&_ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
zD8q(]: A )dFTH?Mpo %DJxUuh N"d*pi#h optiSLang –设置优化
`a.1Af;L XsE] Z4 参数化的求解器系统
~4p@m>> ─ 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。
+{* @36A5A ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
+jk_tPSe ─ 这步操作被称为多目标优化。
q!l[^t|; mRIW9V dL9QYIfP +f)Nf)\q optiSLang –设置优化
;dq AmBG{8 71GLqn? 优化向导
-#XNZy!// ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
lW F=bz0 z1oikg:?4 "WKE%f m<ZwbD optiSLang –设置优化
41swG ii%n:0+zm 优化向导
MYqxkhcLH1 ─ 第一步,提供了各种系统参数,包括其指定的值范围。
wg? :jK ─ 此外,optiSLang提供了一个可视化的值范围,其中标出了初始值。
$ohg?B; ─ 然后点击下一步。
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Hw$ (来源:讯技光电)