摘要
Fzh%#z0
~[Mk QJxe [%;LZZgl 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。
'IP'g,o++ [Av87!kJ!X VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
kNUbH!PO 5[`!\vC iZ 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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n Ad! \:4WbM: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。
v3Tr6[9 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。
gSEj/? +N"A5U VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
;4 R1 IG Ef*! 初始装置
6x r$ ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
bM_Y(TgJ ─ 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。
;5=J'8f K+dkImkh 4Lt Fv)i r1E ccY VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
{,*G }/9< L{bcmo\ U 波导耦合探测
! 1C3{ ─ 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。
c? CwxI_b8 ─ 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。
WG NuB9R Wd~aSz9 !~04^( yY4*/w7*j4 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
HC*=E .J 波导耦合探测
Wd_bDZQ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
!Y!Cv % UMm< HQ Y"D'|i T.d+@ZV<# VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
3^q,'!PfB 波导耦合探测
"@ Bc eD ─ 该例中使用了倾斜光栅。
?} m/Q"!1 AW&HW c~A 2uZ
<q?= T.<er iv VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
C&bw1`XJf h/5n+*x( 波导耦合探测
,E3"Ai sI ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
.UakO,"z ─ 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。
\2U^y4K. lu`\6 xYc)iH6& w}G2m) ( VirtualLab Fusion – 波导耦合
Z{EHV7 -. L)-%wIV 波导耦合探测
|]RV[S3v ─ 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。
`i8osX[ &p ─ 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。
.S`Ue,H x|_% R
v vpFN{UfD $/}*HWVZ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
VE&
?Zd~ 'v*
=}k 输出LPD至OPtiSLang
'BpK(PlUh ─ File→Export→Export to optiSlang Project
k[6@\D- AT<gV/1l A5!j rSyv VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
oylY1~~}0K +&jWM-T"- 输出LPD至OPtiSLang
2" ~!Pu^.j ─ File→Export→Export to optiSlang Project
;/N[tO?Q ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
C.C)&&|X gd]vrW'wj Lt8chNi
[ S59!+V VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
A-~#ydv ZO2u[HSO> 输出LPD至OPtiSLang
8Z4d<DIJ ─ 在输出对话框窗口。
S5@/;T 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
HelC_%#^ 可以选择保存到的输出文件夹。
) UI$ s" 可以指定
模拟引擎，用于分析。
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= <GF) 5QB _b<Fz`V "FT5]h optiSLang – 初始化优化
&32qv`
V_ YPDc
/ 设置求解器系统
f_Y[I : ─ File→New project…
D%LqLLD fGcAkEstT! (zWzF_v GxLoN Vr optiSLang – 初始化优化
1.o-2:]E V CiJ]$`M 设置求解器系统
4};!nYey! ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
f Piq
─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
z_*] joL ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
$|C%G6!s?@ s24-X1d(9 |b;}'
* optiSLang – 初始化优化
79~,KFct !3DWz6u 设置求解器系统
K? BWl:^x ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
i92{N$*x +e)So+.W $hPAp} l#7,<@) optiSLang – 初始化优化
R $K.; Q`7!~qV0= 参数化的求解器系统
doBfpQ 2 ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
y rdJX ─ 请务必保存计划。
D2[wv+#) k*-_CO-h >f^&^28 Y6`9:97 optiSLang – 初始化优化
G#HbiVH9 C(3yJzg>y 参数化的求解器系统
r%xp^j} ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
uwj/]#` \_!FOUPz( G`R Ed-Z[ b5_A*-s$M optiSLang – 初始化优化
UQ$dO2^ }y LdU|'W 参数化的求解器系统
(i |`PA ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
b*nyt F ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
bS&'oWy*B (gNI6; P;} 3rZFN^ }Tu_?b`RUm optiSLang –设置优化
rzDqfecOmW en=Z[ZIPO 参数化的求解器系统
vROl}s; ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
kNI m90,g ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
HoT5 5v!o U# -&%|b$ 4. ,e3 Z%`}
`( optiSLang –设置优化
?fXg_?+{'g FMwT4]y 参数化的求解器系统
CHd w>/5 ─ 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。
gET& +M ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
E;$t|~ # 'M_8U0k S5" xb +=$\7z> s optiSLang –设置优化
[=Np.: Y% ~"gOq"y 5p 参数化的求解器系统
6" |PJ_@ P ─ 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。
9$~D4T ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
' h O+ b ─ 这步操作被称为多目标优化。
XZV)4=5iSO %N/I;` [dk|lkj@u\ /Or76kE optiSLang –设置优化
J%aW^+O
3 cT 优化向导
Yl&eeM ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
Z B`!@/3X kC0 1s 5`^"<wNI V3yO_Iqa optiSLang –设置优化
&m'O :ZS2 >7vSN<w~m 优化向导
-3wg9uZ & ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
~SV;"e2N. ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
S^I38gJd ─ 然后点击下一步。
OA%.>^yb @ bTA<AoW9=" （来源：讯技光电）
