摘要
(5hUoD r! 
N?A}WW# m5P @F@
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。
tm_\( *rV{(%\m VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
D& ],.N QMDkkNK 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。
4>B= k "N}MhcdS 
b`;&o^7gMO Dv^M/z2&[ 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。
_tQM<~Y]u\ 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。
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st
T^ VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
Dj0D.}`~ e%7 #e%1s 初始装置
iUqD>OV ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
T7Ju7_ q} ─ 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。
D_`~$QB`, %h z5) 
1@~ 1vsJ I-Hg6WtB VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
j:^gmZ;J 4:s,e<Tc4v 波导耦合探测
md/h\o& ─ 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。
-BwZ ─ 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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'Awd:Aed5 @v\8+0 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
.rl Lt 5b% 波导耦合探测
D|vck1C5, ─ 该例中使用了倾斜光栅。
|h.@Xy g6?5 
+7y#c20 fzN?X= VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
!bn=b>+ 波导耦合探测
sP>-k7K. ─ 该例中使用了倾斜光栅。
V'K:52 7H,)heA 
Vw&# Lo .W\x{h VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
jZe/h#J)[ I 6L3 M\+- 波导耦合探测
e=[@HVr ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
2=VFUR 8 ─ 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。
OgzKX>N`A A ^\g]rmK 
60xL.Z $h
>rs VirtualLab Fusion – 波导耦合
!~xlze
JL7;l0# 波导耦合探测
*}>)E]O@ ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
Fj`K$ K? ─ 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。
>h$Q%w{V Q-yNw0V}F 
;O <- 4$ 7gRR/&ZK VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
?*~sx= mC /1xBZf rN 输出LPD至OPtiSLang
>H,E3Z ─ File→Export→Export to optiSlang Project
sH%Ts@Pl 
Qs<L$"L1 NLt" yD3t VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
`~N jBtQ Q&w"!N 输出LPD至OPtiSLang
KppYe9? ─ File→Export→Export to optiSlang Project
5? f!hB|6 ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
\GZ|fmYn `yC[Fn"E^ 
R.YUUXT w8`B}D r23 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
j-| !QlB D"IxQ2}k 输出LPD至OPtiSLang
+DE;aGQ.z? ─ 在输出对话框窗口。
$dsLU5]1o 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
0 0yWk_w 可以选择保存到的输出文件夹。
Q ve5qJ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
2dDhO D/wJF[_ 
27} 0 x4v&%d=M optiSLang – 初始化优化
@h/-P'Lc=7 z]2lT
IWg 设置求解器系统
XR$i:kL,, ─ File→New project…
t~":'le`zr C)QKodI 
;(A z Y dyz- optiSLang – 初始化优化
;s+3 #Py ~6+>2|wIS 设置求解器系统
w zi7pJjXh ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
q(v|@l|)yO ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
ST,+]p3L( ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
apnpy\in 4E+8kz' 
VLoRS) optiSLang – 初始化优化
$lA dh 3EE_ "}H> 设置求解器系统
Nv3u)?A3w ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
{`(MK6D8 c ant2];0p 
BnaI30- {Q @?CT optiSLang – 初始化优化
p$ ` ^A :SY,;..3e 参数化的求解器系统
G"".;}AV ─ 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。
lwIxn1n ─ 请务必保存计划。
[ u ^/3N _joW%`T8 
s +E4AG1r n(C M)(ozU optiSLang – 初始化优化
qggRS)a q d:"LS 参数化的求解器系统
,k(B>O ~o ─ 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。
pimI)1 !$' {aUv>T"c 
)}Cf6 m} s4 Vju/ optiSLang – 初始化优化
j,z) x[3} XXeDOrb 参数化的求解器系统
A$L:, 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。
Nnoj6+b ─ 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。
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GB,ub*| 
fB 'Jo<C fuWAw^& optiSLang –设置优化
=5uhIU0O 5r d t 参数化的求解器系统
/+WC6& ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
{wO .nOB ─ 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。
muKu@nshL %4BQY>O)@ 
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x^JC_ ]I]G3 e optiSLang –设置优化
/UaQ 2 h\ j)Z0K$z= 参数化的求解器系统
K1-RJj\L ─ 可以通过拖动均匀化对比度（Uniformity Contrast）到目标最小化（Objective Minimize）判据中定义第一目标函数。
fgHsg@33N ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
"#iO{uMWb ZVit] 3hd 
1&Ma`M(' uzLm TmM+ optiSLang –设置优化
JV+Uy$P! m~&>+q ^7 参数化的求解器系统
p:ZQ*Ue ─ 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。
X7gB.=\X ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
Lmw)Ts> ─ 这步操作被称为多目标优化。
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Ae! G/ w@2lYx 
{}=5uU 2Tu Ki%)LQAg optiSLang –设置优化
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Y+Q A> (EM}\, 优化向导
"j.Q*Hazg ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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H)y_[:[ M3dUGM optiSLang –设置优化
i?)bF!J u{dkUG1ia 优化向导
W&m3"~BJ ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
5bol)Z9BO ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
cvx"XxE, ─ 然后点击下一步。
#kJ8 qN '8 I=Tn （来源：讯技光电）
