摘要
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,W E PY` V]|J 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。
|Q7Ch]G $bMeL7CN VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
xNjA>S\]W5 'W$qi@f_s VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
Q>X ;7nt0 G"J 6X e 
."3 J;j {Q4=GrS optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
1-q\C<Q) 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
IMV oNKW- =lVfrna VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
h7o{l7`) n)pBK>+ 初始装置
r"rEVx#1= ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
SLBKXj| ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
J\2F%kBej? bk5~t ' 
Z3[,X w "ebn0<cZ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
%d*}:295 /w IZ ' 波导耦合探测
/oWB7l& ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
ti'OjoJL ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
c-gaK\u}j} )TXn 7{M: 
O 89BN6p e _,_:|t VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
b>fDb J0 波导耦合探测
,$CZ (GQ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
`M\L 6o Ot v{#bB$ 
VeCp z[r kV -a'"W5 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
8lbNw_U 波导耦合探测
q^,^ tw ─ 该例中使用了倾斜光栅。
O:D`6U+0 bZa?h.IF 
CuDU~)` q!Nwf X JM VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
w/ZV9"BhE .o
fYFK 波导耦合探测
# U!J2240 ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
&4 DvZq= ─ 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。
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' Bdvqq JlG yGr^MD VirtualLab Fusion – 波导耦合
; 9 b?[G x~KS;hA 波导耦合探测
hu6)GOZbv ─ 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。
G.c s -f ─ 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。
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t jYe82 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
E6BW&Xp o'R_kadN[T 输出LPD至OPtiSLang
?jb7Oq#[ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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mVk:[
}l6 D|UDLaz~ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
9/^4W. \#~~,k
6f 输出LPD至OPtiSLang
d6~wJ MFl ─ File→Export→Export to optiSlang Project
>YPfk=0f0 ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
n j1 cqh .\<
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J]$%1Y `\#Q r|GC VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
#] n[ m|e!1_ :H 输出LPD至OPtiSLang
[gD02a: u ─ 在输出对话框窗口。
0(0Ep (Vj 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
=]"[?a > 可以选择保存到的输出文件夹。
"<bL-k*H) 可以指定
模拟引擎，用于分析。
= OhhMAn c1b@3 
7?p%~j )W uuU [( optiSLang – 初始化优化
YW >|g E vFy / 设置求解器系统
|0m h*+i ─ File→New project…
)V~<8/) 'g( R4deCX 
dqPJ 2j $\ 3Qn! ` optiSLang – 初始化优化
-% "MAIJnX 8={(Vf6 设置求解器系统
F;`es%8 ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
Sd}fse ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
-O. MfI+ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
hg=\L5R Y`\zLX"_m 
h&.9Q{D optiSLang – 初始化优化
nn5S 7! CuU"s ) 设置求解器系统
hF!yp7l; ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
0+M1,?+GfF V?5QpBK I 
'j>^L dYk)RX`}7! optiSLang – 初始化优化
T%- F,i X s*~ [k' 参数化的求解器系统
c[J#Hc8; ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
V<nh+Q3<d ─ 请务必保存计划。
b& V=X{V4 z{;W$SO
2 
tW L9>7]G Ab8~'<F$B optiSLang – 初始化优化
wf<uG|90 6WI_JbT~ 参数化的求解器系统
()3+! }; ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
j^986 kMN z5P 
:IbrV@gN{@ |M0 XLCNd_ optiSLang – 初始化优化
v;jrAND nr-VzF7zu 参数化的求解器系统
es&+5 ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
~"+[VE5 ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
B3)#Ou 2 CA[k$Sw* 
Pr @ EpO |oPqX %? optiSLang –设置优化
k:`^KtBMl x8tRa0-q 参数化的求解器系统
2|w(d ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
K ,+`td# ─ 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。
z}OY'}sk8 Ba!`x< wa 
4$SW~B pQ H*; J9{ optiSLang –设置优化
m S!/>.1[ ely&'y! 参数化的求解器系统
sfa T`q ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
;cxYX/ fJ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
g d# /xj'Pq((}p 
oPm1`x >L[,.}(9 optiSLang –设置优化
:mL\KQ 9 Ni$nZN 参数化的求解器系统
Y2<Z"D` ─ 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。
q d!$ nr ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
"R4~
8 r ─ 这步操作被称为多目标优化。
YPGn8A PN+,M50;1 
cg0L(oI~ =xai 7iM optiSLang –设置优化
z4H!b+ h`&mW w 优化向导
9FH=Jp ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
G4=%<+ o6 Vc}jRH 
?HZ+fS ,- $?wX* optiSLang –设置优化
:m@(S6T m 4'G<qJo c 优化向导
2R:[ 'QT ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
`'+[Y;s_ ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
f^m8 4o' ─ 然后点击下一步。
;l }TUo P0}uTee （来源：讯技光电）
