摘要
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5V8W SnO fn;`V it# 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。
uL`_Sdjw ~}+F$& VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
VI/77 )$XcO] 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。
ch!/k s$s~p
+U 
tP^2NTs%] lXjh T optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
LB$#]
Z 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。
=~15q=XY0 bW-9YXj% VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
XOsuRI ? ,=jwQG4wq 初始装置
QZw`+KR ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
{S,L %
─ 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。
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,%6!8vX $MhfGMk!' VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
N3"O#C ]O]6O%.ao 波导耦合探测
N z 1u:D] ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
>{R+j4% ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
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J@$KF GUs A s"%
u VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
& Zy%Zz 波导耦合探测
]?c9;U ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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PJ -g.0q tK7v&[cI VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
$/J4?Wik ^J~5k,7jX 波导耦合探测
Tji* \<? ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
wNvq['P ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
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N$+P" 
sU7fVke1 q8 SHFKE VirtualLab Fusion – 波导耦合
5D+rR<pD}" BK] 5g[
波导耦合探测
#n_t5 O[ ─ 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。
adY ,Nz ─ 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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C[R|@9NI M.qE$ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
<g$b M;6% GahIR9_2 输出LPD至OPtiSLang
N1fPutl$a ─ File→Export→Export to optiSlang Project
p54 e'Zb 
U c<BLu; r;~7$B) VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
`g vd 8^ j6GR-WQ]t 输出LPD至OPtiSLang
zX8'OoEH*9 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
U _sM==~ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
+?'a 2 pUS ^V0I!&7lx 
yYH>~, vyBx|TR VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
{VE1c'E"V? w&e q
*q 输出LPD至OPtiSLang
|U`A So ─ 在输出对话框窗口。
}xJ!0<B s 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
'$h 0l-mQ 可以选择保存到的输出文件夹。
$Zn>W@\ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
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AzMX~cd ^tL]QE?| optiSLang – 初始化优化
'
-td/w t vp kc; 设置求解器系统
af_b G; ─ File→New project…
" lA8CA
Iu ve~ugO 
nNhb,J :DJL kMP optiSLang – 初始化优化
=>*9"k%m .Fx-$ Yqy 设置求解器系统
Og1 Hg
B3v ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
^S:I38gR#q ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
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@- t.N ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
ua!RwSo Va$JfWef 
%'MR;hQsd8 optiSLang – 初始化优化
m!WDXt (m() r0:@ 设置求解器系统
Na.)!h_Kn' ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
QV8;c^EZ & &:ZY4` 
\|7Y"WEQ oz'^.+uv E optiSLang – 初始化优化
m^;A]0h+ |?LUt@r; 参数化的求解器系统
]GiDfYs7% ─ 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。
6oLZH6fG ─ 请务必保存计划。
s x) x7 @rlL'|&X* 
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%Y $yZ(ws optiSLang – 初始化优化
Fv3:J~Yf +ooQ-Gh 参数化的求解器系统
i> PK E. ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
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y*j8OA.S 2(>=@q.1H optiSLang – 初始化优化
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ls&_BPE T2}ccnD i 参数化的求解器系统
1-}$sO c ─ 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。
pJ_>^i= ─ 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。
wb6$ R};? ZIJTGa}B
q 
GI/4<J\ F
<.} q|b optiSLang –设置优化
A5YS
"i o T^r 参数化的求解器系统
% ^& D, ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
=ve, ! ─ 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。
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0@2 pw2{Ru !gG\jC~n optiSLang –设置优化
Kvh6D" K9Bi2/N 参数化的求解器系统
uH8`ipX ─ 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。
@-BgPDi.Z ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
'q*:+|" UE/N-K)` 
)4bZ;'B5 d5tp w$A optiSLang –设置优化
dWhF[q" x^JjoI2vf 参数化的求解器系统
W'M\DKJ? ─ 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。
}{@RO./)[ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
}S>:!9f ─ 这步操作被称为多目标优化。
&Qq4xn+J * !x/ia9 
b}jLI_R{ f>C|qDmT optiSLang –设置优化
be5NasC 0Z>oiB r4 优化向导
0 ;o v^] ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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YK|Y^TU^ ! YEU<9 optiSLang –设置优化
&_y+hV { 7<c&)No; 优化向导
@DYkWivLu ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
/WI HG0D ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
G q
r(. ─ 然后点击下一步。
blA]z!FU bNO/C D 4 （来源：讯技光电）
