摘要
, S
} 
UA8*8% v dPm_jX 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。
ZHN@&Gg6) }g9g]\.!a VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
z{q|HO Fmd^9K 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。
4pJ #fkc^ - _KO}_ 
;usR=i36b @~+W 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。
*M]@}'N 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。
=-m"y~{>3 S=@bb$4-T VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
yU{Q`6u T X1C
&; 5 初始装置
eJvNUBDSH ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
l} =@9A@ ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
u E]Z,`e d$gT,+|vu 
MV?#g -5 ^aONuG9 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
y[64O x (oxMBd+n1 波导耦合探测
;_oJGII?br ─ 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。
0|=,!sY ─ 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。
y(fJ{k *I6W6y;E= 
IyPk3N w2(pgWed VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Aw) I:d7F 波导耦合探测
gy*c$[NS$ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
y7ZYo7avg i!i= 6m.q7 
WZQ
EBXs 2CY4nS KW VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
!zZ3F|+HB 波导耦合探测
)#Le"&D ─ 该例中使用了倾斜光栅。
]/6i#fTw [q!/YL3 % 
bP)( 4+t~ 1$#1 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
n|N?[)^k bn#'o(Lp 波导耦合探测
=3dR- 3 ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
m FgrT ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
@QO^3%b8 E'cI} q 
hCPyCq] A:4?Jd> VirtualLab Fusion – 波导耦合
0CpE, gg k~XDwmt; 波导耦合探测
cf C}"As ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
d^+0=_[PmK ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
0$B X 8?Z P\ia ?9 
<f9a%`d H# /Hs# VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
W QqOXF HJ+ Q7) 输出LPD至OPtiSLang
; wa#m1 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
CxD=8X9m 
H{4_,2h =m ;Xl {m`E+ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
}Y!v"DO#Q* }B ?_>0 输出LPD至OPtiSLang
TXS{= ─ File→Export→Export to optiSlang Project
tN G[|Bi# ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
jRN>^Ur;g .G-L/*&% 
bk|?>yd ~5>k_\ G8 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
ix_&os]L_ Ke^9R-jP 输出LPD至OPtiSLang
Jbn^G7vH<6 ─ 在输出对话框窗口。
`4-N@h
可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
`b KJ 可以选择保存到的输出文件夹。
<<PXh&wu0 可以指定
模拟引擎，用于分析。
t\WU}aKML )4R[C= { 
(
TJGJY 1 T}jK^" optiSLang – 初始化优化
3/ '5#$ ! NJGW 设置求解器系统
"0Z5cQjg ─ File→New project…
YQ>O6:% ^fj30gw7\5 
AO,^v+ $ d*dPi^JjC optiSLang – 初始化优化
#y
f T m2+/qO, 设置求解器系统
uT>"(wnJ| ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
(QS 0 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
>avkiT 2 ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
f\?1oMO\ bPIo9clq 
$ I
J^ optiSLang – 初始化优化
m^ /s}WEqp -^JPY)\R 设置求解器系统
,0eXg ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
kDG?/j90D :<v@xOzxx 
]*D~>q"#\ %I;uqf optiSLang – 初始化优化
P?@o? vDyGxU!#\ 参数化的求解器系统
)<$<9!L4x ─ 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。
Mp(;PbVD ─ 请务必保存计划。
+F~B"a U#%+FLX@w 
:jJ0 +Q U|b)Bw<P optiSLang – 初始化优化
==S^IBG tYG6Gl 参数化的求解器系统
n(.L=VuXn ─ 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。
%pLqX61t= _p?s[r * 
g>g*1oS U?ZWDr"*`w optiSLang – 初始化优化
yH9&HFDp $wbIe"| 参数化的求解器系统
DT_ %Rz~< ─ 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。
pLM?m ─ 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。
{{AZW [
~kS) 
`/9I` < y C=bQ2t=Z optiSLang –设置优化
4>/i,_&K K LP/SblE 参数化的求解器系统
Sbeq%Iwm. ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
4y !GFhMh ─ 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。
"bz. nE* "N)InPR- 
>Bu _NoM Lt
i2KY}/% optiSLang –设置优化
$~\Tl:!#? ZG? e % 参数化的求解器系统
],{M``]q ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
ge 1U1o ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
6R*eJICN +:W? :\ 
Wz #Zk NO ,!X:wY}dW optiSLang –设置优化
o6:@j#b i^8w0H<-@v 参数化的求解器系统
wL}X~Xa3i ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
Gyrc~m[$ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
MHGaf`7ro ─ 这步操作被称为多目标优化。
w ~^{V4V z2Z}mktP 
Lhrlz,1 shO4>Ha optiSLang –设置优化
Cq3Au %7 O- box? 优化向导
,@I\'os ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
vu&ny&=` 16Jjf|] j 
0_,un^
Pn L?zae optiSLang –设置优化
G&`5o*).bb R^] a<g, 优化向导
[{#n?BT ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
rDu?XJA ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
g gpa !R ─ 然后点击下一步。
bJk FCI/ %IDl+_j （来源：讯技光电）
