摘要
2'S&%Uy P 
k Mch -GP BX? 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。
/&# y-D_ diJpbR^JP VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
WC~;t 4 LsERcjwwK 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。
S^p b9~ 3i!a\N4 K 
'1b 1N 5~ xc}[q`vK 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。
N
{
oVz], 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。
$"/l*H\h =figat VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
oa"Bpi9i I8J>>H'#A 初始装置
iiq
`:G
─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
:V+rC]0 ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
YTefEG]|q N+c|0 
m6e(Xk,) / =6_2t#vA VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
_j , Tc*T _r3Y$^!U 波导耦合探测
]w6 F%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。
.euA N8L ─ 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。
K _VIk'RB #0<pRDXj 
C<^i`[&P$ tB>!1}v VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
sX~E ~$_g 波导耦合探测
Q*#Lr4cm{ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
)m7%cyfC Cu#n5SF* 
C:Rs~@tl
Q"FN"uQ}x VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
Jl\xE`-7 波导耦合探测
;F @S z/ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
0<` qz |_h jV*10kM< 
C%yH}T\s TzaeE
VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
&qXobJRM A Qjv?
4)T 波导耦合探测
q$" u< ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
G>vK$W$f N ─ 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^[a}DX0 9]=J + (M VirtualLab Fusion – 波导耦合
~>>_ `;B _@ B ? 波导耦合探测
~fkcal1@ ─ 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。
y60aJ)rAX ─ 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。
3<XuJ1V& a+LK~m C* 
'hr_g* i u|IS7>Sm VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
D@uVb4uK :(US um 输出LPD至OPtiSLang
Ne<S_u2nT ─ File→Export→Export to optiSlang Project
y$7Ys:R~ 
ir. RO7f +g?uvXC& VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
2EM6k|l5 }'wZ)N@ 输出LPD至OPtiSLang
A-4;$
QSm ─ File→Export→Export to optiSlang Project
m@kLZimD ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
^)]U5+g? [(*Eg!?W= 
7#j.y f4 zl8M<z1`1 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
hA 5p'a+K X9?)P 5h= 输出LPD至OPtiSLang
)@DDs(q=i ─ 在输出对话框窗口。
9oc_*V0< 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
, TWlg 可以选择保存到的输出文件夹。
NL:-3W7vf 可以指定
模拟引擎，用于分析。
<Mvni z P0>2 }/;o 
=At" Q6-O FLG"c690 optiSLang – 初始化优化
T=YVG@fm? 7Q|<6210 设置求解器系统
^dLu#,; ─ File→New project…
AmIW$(Ce |
U0 s1f 
$$ *tK8 # >(P(!^[f optiSLang – 初始化优化
Y)/|C7~W X>`03?L 设置求解器系统
I]d-WTd ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
9 l~D}5e7 ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
dz+!yE\f$ ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
PY_ 8*~Z g|uyQhsg 
,&@GxiU optiSLang – 初始化优化
_ab8z]H MuMq%uDA" 设置求解器系统
bu6Sp3g ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
mOj; 0 R &C b,C+q 
D*2*FDGI mWZP.w^- optiSLang – 初始化优化
*7H
*epUa $=d iG 参数化的求解器系统
Y _`JS; ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
{Ni]S$ 7 ─ 请务必保存计划。
Hr e&a!U EGgw#JAi#t 
?xv."I% 34Gu @" optiSLang – 初始化优化
;MNU T,U 6oLOA}q 参数化的求解器系统
ynM:]*~K ─ 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。
\h3HaNC })<u ~r 
U9T}iI k %gj optiSLang – 初始化优化
h[qZM ?=4oxPe 参数化的求解器系统
F% a&|X ─ 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。
G dUsv ─ 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。
qdZ ^D }v}F8}4 
uM va5 o d #1& "( optiSLang –设置优化
* #>(P 4vi?9MPz 参数化的求解器系统
-h7ssf'u[ ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
^@8XJ[C,_ ─ 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。
L&s~j/ pR 5ZkR3/h e 
B|a <=~ +`wr{kB$~ optiSLang –设置优化
\?t8[N\_[( G{6@] 72 参数化的求解器系统
wxcJ2T d H ─ 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。
mK $E&,OkA ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
i/-IjgM"- Sak^J.~G[ 
sE&nEc >
"rM\ Q optiSLang –设置优化
1@{ov!YB] 7r?,wM 参数化的求解器系统
*LhwIY ─ 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。
^A&{g.0 ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
Xh}q/H< ─ 这步操作被称为多目标优化。
2~hdJ / ): hz /vZ 
VtzZ1/J E ]t!v`TH optiSLang –设置优化
>WZ%P v * 'fK=;mM 优化向导
IW i0? V ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
XM!oN^ g zi=+oJ|4 
:tO?+1 !bLCha\ optiSLang –设置优化
=%I [o=6 yx`@f8Kr 优化向导
!-T#dU ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
"k + :!D ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
>CKa?N; ─ 然后点击下一步。
XelFGT E ynra%"sd （来源：讯技光电）
