摘要
Pjq'c+4.yL kRggVRM ~v&Q\ >' 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。
4UbqYl3 |a P^o@x,V!& VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
t7-r YY( 5[2kk5, 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。
koB'Zp/FaY &CRgi488b }#g] qK 5_A*I C] 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。
[<r.M<3 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。
h_-4Q"fb( )fo0YpE^| VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
h5P ]`r "E<+id oz 初始装置
i dHI)6! ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
nK< v ─ 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。
g
mWwlkf9 3'p 1m`8 C}9GrIi !Th5x2 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
N_E zp68Fp 7.2G}O6$ 波导耦合探测
Ay Uw ─ 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。
:~vg'v~C ─ 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。
cK[=IE5 7oZ Pb /0>'ZzjV,
XD8Cf! VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
?(zCv9Pg 波导耦合探测
=84EX <B ─ 该例中使用了倾斜光栅。
>/RFff]Fh0 P cbhylKd Z@Q/P (t |[r7B*fw VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
5{W Aw ! 波导耦合探测
YXTV$A+lW ─ 该例中使用了倾斜光栅。
Slo^tqbG Bi9Q8 #lh YeT{ <9p gdSqG2/& VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
L!Tvz(_7f6 DXj>u9*% 波导耦合探测
%Un wh1VG ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
a:GM|X ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
# B <% ;t9!< L 0N)DHD?U M^OYQf VirtualLab Fusion – 波导耦合
xC5Pv"> Mb "y{Fox 波导耦合探测
gT=pO `a ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
5"G-r._ ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
J:'_S `J bL WY Tj "{+2Q 7MZH'nO VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
uDJ;GD[yc ^AI02`c. 输出LPD至OPtiSLang
rS!@AgPLE ─ File→Export→Export to optiSlang Project
J9;fqQCt K@:o mT |Wa.W0A VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
'aV'Am+: ]Ue
aXwaU 输出LPD至OPtiSLang
n(V{ [ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
`#<UsU,~Lu ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
/Q)I5sL@E "uL~D5!f %MGt3) PPFt p3C VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
# X1a v S8kzAT 输出LPD至OPtiSLang
H)S!%(x4 ─ 在输出对话框窗口。
N)D+FV29y 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
c R!M {U.q 可以选择保存到的输出文件夹。
{U>N*&_ ` 可以指定
模拟引擎，用于分析。
vw:GNpg'R6 ~a4Y8r rqp]{?33 \ `z%5/@f; optiSLang – 初始化优化
31 <0Nw;l J,?F+Qji&= 设置求解器系统
WK?5`|1l:x ─ File→New project…
#^] vhnbN - >?tB1}^ g yV>k=B h*40jZ optiSLang – 初始化优化
v,*C>u\3s SWhz cqp 设置求解器系统
Nr]Fh ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
d^M*%a z ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
|cnps$fk~ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
!"yr;t>|Zb 2 z#S| $ <%d!Sk4 optiSLang – 初始化优化
G9Kck|50 ?aWVfX!+G5 设置求解器系统
gjz-CY.hz ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
![Gn0X?] <b *sn] l U $OI]Dd9 J;^ PM:6 optiSLang – 初始化优化
P%Vq#5 z k}AGw 参数化的求解器系统
c'3N;sZ*B ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
|
?vm.zp ─ 请务必保存计划。
L~;(M 6Jp XKws_ Pf,@U'f| b+:J ?MR;} optiSLang – 初始化优化
Bf #cBI >w7KOVbN3
参数化的求解器系统
ZQf PDH= ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
`#l3a a9p:k
]{ ToPjB vD ; >5` Y8s6 optiSLang – 初始化优化
:8oJG8WH *5k40?w 参数化的求解器系统
&qdhxc4 ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
dTK0lgkUE ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
&*7KQd z# o'' M$Z2 "F; -j ]k^ optiSLang –设置优化
MA:5'n P$k*!j_W 参数化的求解器系统
D@68_sn ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
,I5SAd|dX ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
lTq"j?#E]m 300w\9fn& J@$~q}iG f4Y)GO<R] optiSLang –设置优化
HrsG^x r#4/~a5i~ 参数化的求解器系统
D 6 y,Q ─ 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 MU 2 ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
5a_8`csu >god++,o W +ER'lX $+7uB-KsU optiSLang –设置优化
;H~<.QW 7LVG0A2>7 参数化的求解器系统
Su2{ nNC> ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
6^'BTd ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
I@9'd$YY ─ 这步操作被称为多目标优化。
6u+aP yS mbX 2NMs-Zs O QKeU0 v optiSLang –设置优化
@0@ZlH wM 7:<w)Al! 优化向导
8;DDCop 8L ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
?![[la+f XhM!pSl\
6j<!W+~G byM-$l optiSLang –设置优化
rYr*D[m] |sReHt2)d 优化向导
_5-h\RB) ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
R);Hd1G ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
/!?LBtqy ─ 然后点击下一步。
/qX?ca1_4^ 3J+2 #ML （来源：讯技光电）
