摘要
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7eWk7&Xul fwK}/0% 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。
:l|%17N bAKiq}xG%i VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
S= _vv)6+4 1]or UF&_ 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。
xss`Y,5? % IC73? 
` PYJ^I0 dl hdsj: 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。
Dfq(Iv 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。
3~nnCR[R G8Nt
8 U~ VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
p-1 3H0Kt gX0R)spg 初始装置
%tG*C,l] ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
^v.,y3 ─ 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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| 9~GM j"AU z )x VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
J|& JD? JK.ZdY% 波导耦合探测
ooU k 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。
?nP* \ 8 ─ 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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a'!zG cT :1Q!$ m VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Qg6 W5Hc 波导耦合探测
6x D#? ─ 该例中使用了倾斜光栅。
O(+phRwJ u|4$+ QiD 
e9Nk3Sj] gn3jy^ 5 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
qhT@;W/X 波导耦合探测
Zh _|m#) ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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}1>[ F'hHK.t T VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
cI=( \pC v%fu 波导耦合探测
h,Q3oy\s1 ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
A45A:hqs ─ 通过最小和最大笛卡尔坐标系角度alpha和beta与它们的采样点数定义。
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WJ_IuX51' o 1<_fI VirtualLab Fusion – 波导耦合
}g4 M2| I_A@BnM{I 波导耦合探测
f%V4pzOc" ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
A'2w>8 ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
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)HX|S-qRU= TC<@e<-%Sq VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
1AU#%wIEP R+Y4 | 输出LPD至OPtiSLang
&gjF4~W] ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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8stw g' .jj$ Kh q] VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
[o?* "c e [8LmuIZ 输出LPD至OPtiSLang
/ z}~zO ─ File→Export→Export to optiSlang Project
z Toq^T ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
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Kw#i),M %*\es7m} VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
tz s</2
G, mQY_`&Jq 输出LPD至OPtiSLang
d'Zqaaf k% ─ 在输出对话框窗口。
'D @- 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
FXs*vg` 可以选择保存到的输出文件夹。
SCz(5[MZJ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
' {(UW.Awo D_x +:1( 
EI^06q4x :hM/f optiSLang – 初始化优化
Ud!4"<C_
?]x |Zy 设置求解器系统
Pcw6!xH ─ File→New project…
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xe*aC LU 9A# optiSLang – 初始化优化
'z$Q rFW HvVts\f 设置求解器系统
39=1f6I1 ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
;f"0~D2 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
$ >EYhLBa ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
X@f "-\ !U5Wr+8 3 
CXC`sPY optiSLang – 初始化优化
$5*WLG&AK ~t~- A,1 设置求解器系统
rf$X>M=G ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
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o9H^?Rut pbU!dOU~e optiSLang – 初始化优化
GxKqD;;u?= _~ T !9 参数化的求解器系统
-k"^o!p ─ 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。
I hA* " ─ 请务必保存计划。
vo# UtN:q V?=8".GiX 
sx`O8 t QI3Nc8t_2 optiSLang – 初始化优化
pi
,eIm qk;{cfzHA 参数化的求解器系统
+*hm-lv? ─ 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。
GO^_=EMR[ /, ! B2 
7=DjI ~ ruazOmnn~ optiSLang – 初始化优化
EMfdBY5 Yx>"bv 参数化的求解器系统
iV eC=^1 ─ 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。
.Fa4shNV ─ 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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o( ,.qMEMm 
HdPo O; N+ y&,N, optiSLang –设置优化
^) W[l!!<) cwL1/DGDB 参数化的求解器系统
PgRDKygE ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
INyk3 `FT ─ 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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4`8< Z>^pCc\ lH optiSLang –设置优化
/*c\qXA5 |H! 9fZO 参数化的求解器系统
D7S'*;F ─ 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。
mI>,.&eo ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
W< E47 FTeu~<KpM 
hjQ~uqbg r{rQu-|. optiSLang –设置优化
^*fxR]Y ,-O Cc!7K 参数化的求解器系统
3hK#'."`N ─ 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。
;JR s?1<=' ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
w-0mzk" ─ 这步操作被称为多目标优化。
xSBc-u#< G -^ C=]Medl 
6}KZp~s H
Tz optiSLang –设置优化
kGN+rHo A l`e/a 优化向导
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v~2 ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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P(K>=O D11F.McM optiSLang –设置优化
E=#0I]v[ O1`9Y}G(r 优化向导
dzkw$m^@^ ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
|#*' H*W ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
9,^_ <O@Q ─ 然后点击下一步。
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' shM SN]S_x （来源：讯技光电）
