摘要
wo_,Y0vfB akw,P$i qTZFPfyU 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数,例如:优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数,还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加,优化越来越具有挑战性。对于这种情况,VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口,可以使用不同的高级优化算法。
s,#>m*Rh kKC9{^%) VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
(=D&A<YX sf&]u;^DY VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台,可以仿真复杂的光学装置,例如:将一组平面波耦合入光波导。
Zo1,1O Ookh<ES> bR@p<;G| ifN64`AhRX optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台,包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
][}0#'/mV 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
X7k.zlH7T l
Va &" VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
U9b?i$ BIuK @$ 初始装置
bfo[" ─ 一般来说,在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
cwiX8e"3 ─ 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。
)K &( vfVj=DYj q,
O$ %-70 :y7c k/> VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
:
]C~gc tcxcup% 波导耦合探测
4apL4E"r ─ 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。
.\>v0Du ─ 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。
mI 74x3 [ >/|q:b^2r I`NjqyTW ,VO2a mI VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
iY21Ql% 波导耦合探测
sr8cYLm5R ─ 该例中使用了倾斜光栅。
'7O3/GDK lg^Z*&( "AE5
V' 1GzAG;UUo6 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
6}r`/?"A1 波导耦合探测
*}P~P$q% ─ 该例中使用了倾斜光栅。
Hh+ 2mkg |\pbir 5oAK8I 82l~G;.n3 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Jv^h\~*jH O%bEB g 波导耦合探测
>y"+ -7V) ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
.9wk@C(Eh_ ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
!KUi\yQ1 0Vx.nUQ %7|9sQ: ZHa"isl$e VirtualLab Fusion – 波导耦合
@;"|@!l| } }59V&'t 波导耦合探测
VVlr*` ─ 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。
3W
N@J6? ─ 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。
7Op>i,HZk\ ui? 5 sX+~Q 0)gdB'9V_ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
'dn]rV0(C Hl,W=2N 输出LPD至OPtiSLang
m;,N)<~ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
1jcouD5?H 7<*yS310 [@.!~E)P VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
~A\GT$ 6e|*E`I 输出LPD至OPtiSLang
{z{bY\ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
o4Om}]Ti ─ 输出LPD文件,并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
tS6qWtE
%%[LKSTb I`!<9OTBj LcTP# VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
)P
sY($ & 2GDD!w#!j 输出LPD至OPtiSLang
*_d7E ─ 在输出对话框窗口。
9P+-#B 可定义参数空间,并包含了参数的变化范围。
9w7n1k. 可以选择保存到的输出文件夹。
koug[5T5 可以指定
模拟引擎,用于分析。
EFM5,gB.m eceP0x %WjXg:R J cd- optiSLang – 初始化优化
C&(N
I (,0(
设置求解器系统
9dx/hFA ─ File→New project…
Q ~#Wf? &OH={Au X4~y7 Fj2BnM3# optiSLang – 初始化优化
s{*[]! ]>5/PD,wWy 设置求解器系统
\"P%`C ─ 继续,拖动求解器(Solver)向导到场景(Scenery)窗口。
f*?]+rz ─ 打开了一个对话框,列出了几种求解器(Solver)范例。
Po^?QVJ7 ─ 求解器(Solver)范例中必须选择VirtualLab。
z7fp#>uw N5lDS UM"- nZ>[ optiSLang – 初始化优化
R{SF(g3 p8Qk'F=h 设置求解器系统
1~NT.tY ─ 然后会弹出文件对话框,必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
KW pVw! x??+~$}\*- A P?R"% ia!y!_L\' optiSLang – 初始化优化
Ng2twfSl$ vN;N/mL 参数化的求解器系统
(x;@%:3j$ ─ 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。
iu=7O ─ 请务必保存计划。
.SU8)T 8V`WO6* "*e$aTZB\ kTOzSiq optiSLang – 初始化优化
YYBDRR" V^bwXr4f 参数化的求解器系统
I-]?"Q7Jz ─ 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。
dO!
kk"qn UD2C>1j 6]WAUK%h Q{>+ft U optiSLang – 初始化优化
KQ!8ks] 84& $^lNV 参数化的求解器系统
[}E='m}u9+ ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
1Y\DJ@lh ─ 通过双击结果(Result)设计标签页中的参数化(Parametric)求解器系统窗口,可以检查参数和结果。
wDal5GJp Rq'S>#e *v^Jb/E315 |"8b_Cq{ optiSLang –设置优化
o,\$ZxSlm un mJbY;t 参数化的求解器系统
O:;w3u7;u ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
;u_X) ─ 这可以在参数化(Parametric)求解器系统配置的判据(Criteria)标签页中定义。
J?"B%B5c )l C)@H} BU/"rv"(Fg MzdV2. optiSLang –设置优化
6_GhO@lOG >
PRFWO 参数化的求解器系统
/=nJRC3. ─ 可以通过拖动均匀化对比度(Uniformity Contrast)到目标最小化(Objective Minimize)判据中定义第一目标函数。
2j[=\K] ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
-:+|zF@f @e.C"@G _YhES-Ff we//|fA< optiSLang –设置优化
].w4$OJ? y@S$^jk. 参数化的求解器系统
S%;O+eFYb ─ 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。
V(I8=rVH ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
,aZ[R27rpL ─ 这步操作被称为多目标优化。
{L{o]Ii?g nV|EQs4( ~d.Y&b Ju@c~Xm optiSLang –设置优化
nfbR
P t Tv,[DI + 优化向导
,q`\\d ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
`,<BCu UERLtSQ zFfr.g;L AlaW=leTe optiSLang –设置优化
]m3HF& oWT3apGO 优化向导
IVY]Ek EG~ ─ 第一步,提供了各种系统参数,包括其指定的值范围。
z\W64^'"Z ─ 此外,optiSLang提供了一个可视化的值范围,其中标出了初始值。
Q~
w|# ─ 然后点击下一步。
`g=J%p Jq-]7N%k/ (来源:讯技光电)