摘要
PZCOJK 
Ap%tm)@1 |z.Z= '` 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。
)9$>i5l vA@\V)s
VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
7E) *]7B% os`#: Ao5 VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
c_.4~>q w DzK%$#{< 
f\M;m9{( Xx=c'j< 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。
B pl(s+ 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。
)?,X\/5 Qj/.x#T VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
L[p[m~HjG^ `1U?^9 Nf 初始装置
B)( ZR H ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
$@4(Lq1. ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
Qf(mn8 5R"(4a P 
_6&TCd< SRpPLY{:F VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
<+${gu?^ '/ H+ 波导耦合探测
I'T@}{h ─ 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。
`F
TA{ba ─ 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。
KZt4 dr 9 ~C$C 
t"L- 9kCM , aQ{ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
"yc_*R(pU 波导耦合探测
n*GsM6Y& ─ 该例中使用了倾斜光栅。
uf&Ke
k, b#z{["%Zp 
|dQ -l ! }O7b&G:nW VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
BjyGk+A 波导耦合探测
n{v[mqm^ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
xHY#" ,Z6\%:/ 
&^!vi2$5} nq"U`z@R VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
A5LTgGzaW R#i{eE*WF 波导耦合探测
W|aFEY ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
n%Gk
{h5 ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
Y< drRK! Rr/sxR|0_ 
?#rej A: 0($ O1j~$ VirtualLab Fusion – 波导耦合
gu~F(Fb' ,R h6( I 波导耦合探测
\9GJa"xA` ─ 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。
QCvz| ) ─ 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。
tE]0
#B)D< @z! |HLD+ 
*/JMPw& W8R"X~!V VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
!xz0zT. 5 bKm)|4z6 输出LPD至OPtiSLang
Y^~Dr|5% ─ File→Export→Export to optiSlang Project
cK(S{|F 
"< y0D!&
*[^[!'kT& VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
[Q5>4WY p%+uv\Ix 输出LPD至OPtiSLang
2,,t+8"` ─ File→Export→Export to optiSlang Project
4)XZ'~| ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
R8U ?s/* <+wbnnK 
bdUe,2Yi n ?i8a)!U VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
i)pAFv<$, R;68C6 4 输出LPD至OPtiSLang
<.yL&$9 ─ 在输出对话框窗口。
!^:)zORYR 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
@d]a#ypU 可以选择保存到的输出文件夹。
7"c^$fj 可以指定
模拟引擎，用于分析。
a*4l!- 7 ~j&#DG& L 
YA vO V-L U)n+j}vi optiSLang – 初始化优化
:QV-! quPNwNy 设置求解器系统
&2EimP ─ File→New project…
/d\#|[S Av#_cL 
im6Rx=}E{ NQx`u"= optiSLang – 初始化优化
O_u2V'jy9 HoIK^t~VT# 设置求解器系统
ph;ds+b ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
X_6h8 n}i ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
- 9Ll'fbq ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
l".LtUf- CQ`$' oy?W 
OcBK n=8 optiSLang – 初始化优化
/kLG/ry8l: ]26
Q*.1~ 设置求解器系统
,W!v0*uxp& ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
^s_BY+# *C (/ 2 
? Z ]5
[ X
\1grM optiSLang – 初始化优化
iAOm[=W [- *1M4D9 参数化的求解器系统
HX(Z(rcI ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
QR+{Y p ─ 请务必保存计划。
91
] "D;NN U 49#?^? 
nsRZy0@$t @w H+,]xE optiSLang – 初始化优化
:j}]nS yt +" \d 参数化的求解器系统
jI -\~ ─ 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。
'_n J DM 01 vEt 
9&>)4HNd? 2Op\`Ht & optiSLang – 初始化优化
Hkcr+BQ w _*|u 参数化的求解器系统
"o =*f/M ─ 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。
Zi0B$3iOb ─ 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。
y2>X LELy @213KmB. 
80p? qe rW~hFSrV[o optiSLang –设置优化
$[p<}o/6v] 9q ##) 参数化的求解器系统
'q #$^ ='o ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
HW{si]~q ─ 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。
8hTtBa t KnvNOhn 
X"S-f; b# N^G:m ~> optiSLang –设置优化
dW32O2@- :f~[tox 参数化的求解器系统
Slk__eC ─ 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。
Mn- f ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
Lq&;`)BJ `30og]F0YJ 
QWo_Zg0" wTpjM@F?J| optiSLang –设置优化
9^;)~ G 7 +RsZu 参数化的求解器系统
n K@RFU6 ─ 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。
muAI$IRR ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
y%y F34 ─ 这步操作被称为多目标优化。
pwiXA{ +YL9gNN>P 
"Y9PS_u(~ :GXD-6}^| optiSLang –设置优化
c
k$ > yk e~Oge 优化向导
Y7|R vLWoP ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
k l0!*j ,?OV39h 
'|zkRdB*Lq &8l"Dl optiSLang –设置优化
mSw$?
> O4Wn+$AN 优化向导
( 8[et m ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
Cr!}qZq ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
.>5KwEK~ ─ 然后点击下一步。
L(p{>Ykcc j89C~xP6 （来源：讯技光电）
