摘要
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"lt[)3* iD~ s, 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。
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$~Id VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
l/5/|UE9
S/|8' x{< VirtualLab Fusion是一种灵活且可定制的建模工具平台，可以仿真复杂的光学装置，例如：将一组平面波耦合入光波导。
Fu$otMw%l Syb:i(Y 
Fk\xq`3'c TV}SKv u 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,b<b91 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。
/(w5S',EL ()Z$j,2 VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
*4bV8T>0Z FpEdwzBb< 初始装置
2= _.K( ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
D+U ^ pl- ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
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MD,-<X)Qy ]KmYPrCl0 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
NTC,Vr\A z'm;H{xf 波导耦合探测
|[ge ,MO: ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
1/ HofiIa ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
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eP)RP6ON{ |7 argk+ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
vc<8ApK3V 波导耦合探测
9 }=Fdt ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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U*Q$:%72vO #KIHq2:.4 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
SFjN 5u 波导耦合探测
nm)F tX|A ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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8WvT0q>] 8yd OS VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
+m Y(6|1 *]L M2J 波导耦合探测
09Fr1PL ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
uW]n3)7<I ─ 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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pCq{F*; 0P|WoC X VirtualLab Fusion – 波导耦合
Mqq7;w@(J #pIb:/2a_ 波导耦合探测
c 9Cp!.#*E ─ 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。
gw H6r3=y( ─ 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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EprgLZ1B $I_aHhKt VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Q$3%aR-2 P63f0 F-G 输出LPD至OPtiSLang
u~K4fP ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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z=!xN5 NK#f Gz*,( VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
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/ 输出LPD至OPtiSLang
@Fo0uy\ G ─ File→Export→Export to optiSlang Project
j}y" ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
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pBHr{/\5 YY hRdU/g VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
. 6r& <* ( `T:b1 输出LPD至OPtiSLang
C,Ch6Ph ─ 在输出对话框窗口。
r t f}4. 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
eOS#@6U=u 可以选择保存到的输出文件夹。
R#oXQaBJ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
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'peFT[1> ( u{HB5QqK optiSLang – 初始化优化
m#Rll[ 4PNl3N3,n 设置求解器系统
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/e ─ File→New project…
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gg933TLu(Q Tc{r}y[) optiSLang – 初始化优化
8USF; k OD{R h(Id 设置求解器系统
u" nyx0< ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
>*EcX 3 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
z[l17+v ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
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_Nlx)Y R optiSLang – 初始化优化
|NL$? %I B|#"d hT 设置求解器系统
{,,w5/k^ ─ 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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{R\ "x| O]`CSTv'_ optiSLang – 初始化优化
'\P6NszY~ H>k=V< 参数化的求解器系统
7h, SX]4Q ─ 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。
a>6!?:Rj ─ 请务必保存计划。
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a,!c6'QE [26"?};"% optiSLang – 初始化优化
y~jTI[kS c)+IX;q-C 参数化的求解器系统
PO1sVP.S ─ 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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uee2WGD S+7>Y? B! optiSLang – 初始化优化
s lXk < Y}Y2 Vx 参数化的求解器系统
7 C
F-?M! ─ 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。
O$< kWSC ─ 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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==~X8k|{E 5f j m r optiSLang –设置优化
"xi)GH]H_ _}8O15B| 参数化的求解器系统
C5$1K'X@ ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
= ;4cDmZ h ─ 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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+' QX` `,3;# .[D optiSLang –设置优化
$<OX\f% $_o nSYWr 参数化的求解器系统
g/)m bL>= ─ 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。
]%!:' # ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
WnyEdYA A Qw1,tGV 
eF823cH2x_ f![?og)I% optiSLang –设置优化
g ]e^; tt $DWmm 参数化的求解器系统
n<+g{QHi ─ 可以通过拖动平均值（Mean）到目标最小化（Objective Maximize）判据中定义第二目标函数。
s3Pr$h ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
T@ (MSgp9 ─ 这步操作被称为多目标优化。
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$WED]X@X! N =FX3 Z optiSLang –设置优化
P-o /ax [+\=x[q 优化向导
UzTFT:\ ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
j ^-E,YMC q$L=G 
3#<b! Yz >\6Tm optiSLang –设置优化
c>!zJA B w\ 4;5.$ 优化向导
^yL6A 1 ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
lI~T>Lel2 ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
+i HZ* ─ 然后点击下一步。
@TB cVHy FOV%\=Hl （来源：讯技光电）
