摘要
1|PmZPKq9n @|2}*_3\ 7+h*&f3> 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。
0lvX,78G ; N$j I&SI?} VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
h/CF^0m"! w|1Gb[ VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
,Cj8{s&; {]a 6o[}u D(GAC!|/] K%p*:P optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
vGk}r 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
C~5-E{i i>M*ubWE4@ VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
Z~Mq5#3F [SW@ "C! 初始装置
x%;Q
/7&$ ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
>%"Q]p ─ 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。
FZ)Y<r8|s kt";Jx l7]$Wc[ J )l]<## VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
}/Wd9 x IXSCYqoK 波导耦合探测
}}GBCXAf_ ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
]Mh7;&<6[ ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
d E@R7yU@ dwc$?Bg ,5 $Xlyc.8YId Cf_Ik VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
t;DZ^Z"{ 波导耦合探测
h>Z$
n`T ─ 该例中使用了倾斜光栅。
mne^P SI: lA4Bq HY]vaA` dkV%Pyj VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
g~L1e5C]z 波导耦合探测
I +,D,Vg ─ 该例中使用了倾斜光栅。
uTRa]D _q
*it(o qj71
rj I(8,D[G.m VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Z q|oj ^ }9=\#Le~\ 波导耦合探测
Rk
PY@> ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
r +]
J {k ─ 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。
EX>|+zYL 5 TD " _"Q
+G@@ ?ng?>! VirtualLab Fusion – 波导耦合
+q] B{ NKDkDH 波导耦合探测
`4cs.ab ─ 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。
{uO8VL5+Qx ─ 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。
F9e$2J)C ?lb1K'( *seKph+' c -A9 !Y{Z VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
wLD/#Hfi7 _ Z6/r^c 输出LPD至OPtiSLang
F Tt7o'U ─ File→Export→Export to optiSlang Project
M[_~7~4 asR6 ,k r2.8 7 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Cc]s94 Ms(;B* 输出LPD至OPtiSLang
N_L&!%s ─ File→Export→Export to optiSlang Project
o lNL|WJ`w ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
.jr1<LE Ul[ >LKFY /-$`GT?l /,5`#Gte_ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
v?<x"XKR C[r YVa
. 输出LPD至OPtiSLang
Qd!;CoOmZs ─ 在输出对话框窗口。
^lu)'z%6 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
hzPx8sO 可以选择保存到的输出文件夹。
ckt^D/c2 可以指定
模拟引擎，用于分析。
_ OcgD< !j4C: L3F ,-c(D-& c0<Y017sG optiSLang – 初始化优化
$t 1]w]}d 6 kT
l(+ 设置求解器系统
#X"\:yN ─ File→New project…
qB]z"Hfq, $Miii`VS9 2O9dU 5b .2
UUU\/5 optiSLang – 初始化优化
j Xi<ZJ ;y 6Jo 设置求解器系统
A
i9*w?C ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
(L|SE4 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
Di *+Cz;gK ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
g,y ` [dr .1I];Cy0D ~uC4>+dk optiSLang – 初始化优化
l,*Q?q 7@EYF 设置求解器系统
S;ulJ*qv ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
<?qmB }Y D{'Na 5( L{^DZg|E -#gb {vj optiSLang – 初始化优化
@dCu]0oNI \U !<- 参数化的求解器系统
//ZB B,[@ ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
;S`N q%, ─ 请务必保存计划。
0A?w,A`" d*A > P U%k e 5uwP d'[aOH4} optiSLang – 初始化优化
lBG* P>; }lpcbm 参数化的求解器系统
>j`*-(`2fa ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
QV .A.DK M8cLh!! oSa FmP )7j" OE optiSLang – 初始化优化
V'K$:9^x[8 GE5@XT 参数化的求解器系统
C4 Wd t ─ 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。
M\v4{\2l0
─ 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。
"BFW&<1 oQ y G =dA T^e## o~4 n8 optiSLang –设置优化
EL}v>s C `=KrV#/758 参数化的求解器系统
oC7#6W:@w ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
rXm!3E6JL ─ 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。
:T{or- oTa! F;I q!ZmF1sU %BG5[ XQ7 optiSLang –设置优化
@nT8[v OT *W]f 参数化的求解器系统
w5*18L=O\ ─ 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。
teB {GR ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
X^.r@tT zcZ w} ^@19cU?q /uyQ>Y*-\Y optiSLang –设置优化
Xj@Kt|&`k F
Q k; 参数化的求解器系统
@2$8o]et ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
&&y@/<t ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
>b$<lo ─ 这步操作被称为多目标优化。
<bjy<98LT _$cB I_eA7 _ x'StD 8/F2V?iT optiSLang –设置优化
2 sOc ]L:9 iIF'!K=q 优化向导
r9t{/})A ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
_0f[.vN ;C {_T:LS WcJ{} V9 iB,*X[}EqG optiSLang –设置优化
ibA A:I, d Y~:7l5C 优化向导
8&;dR ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
DVS7N_cx2o ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
MmK\|CtV ─ 然后点击下一步。
s6]f#s5o G`P+ J （来源：讯技光电）
