摘要
&CQO+Yr$l 2S{P(B mAtqF
%V 现代
光学系统的
优化一般会涉及到大量的
参数，例如：优化
光栅时不仅需要考虑光栅的几何参数，还有所需的入射方向。随着参数数量的大量增加，优化越来越具有挑战性。对于这种情况，VirtualLab Fusion提供了与Dynardo的optiSLang软件的接口，可以使用不同的高级优化算法。
DK\XC%~m /\c'kMAW! VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
t/ \ H*'1bLzq VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
\ 3$!) z eHuJFM MQQm3VaKS U} RBgPX! 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。
;^5k _\ 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。
{ aUnOyX_ + cfEyiub VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
d_,5;M^k t$18h2yOL 初始装置
ZpV]X(Px(o ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
(4T0U5jgT ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
( Jk& U8y AJ bCC sD:o
2(G* x# J9 GP. VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
#wI}93E LE\=Y;% 波导耦合探测
Uj):}xgi' ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
P.'.KZJ:WD ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
STp9Gh- V4n~Z+k C9!t&<\ } kAQ(8xV VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
) *~A|[ 波导耦合探测
h Ma; \ k ─ 该例中使用了倾斜光栅。
9 {&g.+ )l7XZ_gw' H648 [H[k >>y`ap2%V VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
68Fl/
波导耦合探测
]JrD@ V y ─ 该例中使用了倾斜光栅。
@>)V Qf8s1 zm" K(EJ`2]:r {]k#=a4 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Q":_\inF MJ|tfQwhx 波导耦合探测
m+<&NDj. ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
U?*zb ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
3iCe5VF D&G6^ME Vu:ZG*^ --K) 7 VirtualLab Fusion – 波导耦合
?veeW6E( %Mda<3P 波导耦合探测
';t lV
u ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
?UtKu ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
nTeA= 0 4 Z hf p>D b^/u9 ;m]V12 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
EYT^*1,E* j& 8YE7 输出LPD至OPtiSLang
#a e@VedM ─ File→Export→Export to optiSlang Project
T}&A-V$ .U!EA0B ;_,jy7lf VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Jt_=a MY:7 K4Q{U @ZJ 输出LPD至OPtiSLang
kR<sSLEb ─ File→Export→Export to optiSlang Project
yu;EL>G_AY ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
Bhv;l/K]) q" VmuQ Y&6 jFT_ QVT0.GzR VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
'12m4quO q8{Bx03m6 输出LPD至OPtiSLang
xV >
.] ─ 在输出对话框窗口。
#{6VdWZ 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
+^AdD8U 可以选择保存到的输出文件夹。
K *@?BE 可以指定
模拟引擎，用于分析。
A;co1,]gR q[U pP`Z% )I%M]K]F sp\6-*F optiSLang – 初始化优化
~VsN\! G 7P$*qj~Vh 设置求解器系统
o,i_py ─ File→New project…
F 'uqL+jVO 6()Jx% (Y~/9a4X #wyceEa optiSLang – 初始化优化
=oSD)z1c?x &* VhtT?=5 设置求解器系统
L1kn="5 ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
g2f"tu_/% ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
J _)F/S!T ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
4 $k{, upMs yLp( }9 ulHiR optiSLang – 初始化优化
!!.@F;]W \; XJ$~> 设置求解器系统
w"v96%"Y ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
qjRbsD> YIN* '!N |;J`~H"K nk! uO^ optiSLang – 初始化优化
/
B!j`UK Ox)<"8M 参数化的求解器系统
R*6TS"aL ─ 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。
"/R?XCBZsb ─ 请务必保存计划。
6Gu Td V dJ HL{aqT2 DlzL(p@r optiSLang – 初始化优化
K -'uE) >_Tyzl>z 参数化的求解器系统
|K. I%B ─ 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。
~vYFQKrb ` 0 @m, Lum=5zDo p4uzw optiSLang – 初始化优化
\>\ERVEd :"y 2u 参数化的求解器系统
c6jVx_tt. ─ 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。
-[*y{K@dh ─ 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。
/Igz[P^\9 ?jmL4V2-f 2a-]TVL3 0=+feB1T optiSLang –设置优化
eJf]"- HMD\)vMK6 参数化的求解器系统
U^ }7DJ ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
q"269W: ─ 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。
zSA"f_ e sC"w{_D@*4 \E c*Gq?. ,]t_9B QK optiSLang –设置优化
LmY[{.'tX bRggt6$z 参数化的求解器系统
E\}A<r ─ 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。
W2`3PEa ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
n+
H2cl } ~|<'@B!6 0OlT^ P\@kqf~p C optiSLang –设置优化
zv"N bN {.U:Ce 参数化的求解器系统
X6}W] ─ 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。
o]I8Ghk>/z ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
k v_t6 (qd ─ 这步操作被称为多目标优化。
h143HXBi1+ N*[b 26 x ;SY80D ml2/}} optiSLang –设置优化
~[F7M{ LS du0o4~- 优化向导
Y4N7# 5 ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
W NeB thq6 q`8
5 - `
,SNq i yFd .tQs optiSLang –设置优化
$U/lm;{% 7m%12=Im 5 优化向导
w)&4i$Lk6 ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
Z0M,YSn z ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
P
B-x_D ─ 然后点击下一步。
$KT) Kz8tF W8x&:5Fc)3 （来源：讯技光电）
