摘要
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f(T`(pX0V L+8O
4K{ 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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7MQxW<0 VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
XC4wm#R w|61dB 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。
Cm9#FA HF*j=qt! 
0 KA@ ]! hP$5>G(3 optiSLang是一种包含各种高级工具的
软件平台，包括敏感度分析、多元和多学科优化、鲁棒性评估、可靠性分析和鲁棒设计优化。
}H|'W[Q. 两种软件平台的结合使得例如智能光波导耦合等高级光栅
结构变为可能。
Ugme>60`'k C]Q}HI#G VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
lLLPvW[Q g1@rY0O 初始装置
pRA%07?W ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
Y I2x*t! ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
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F:8@ ]tA& Xq}}T%jcd VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
u-*z#e_L0 c[Z#q*Q 波导耦合探测
Vz e vOS ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
(,b\"Q ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
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QWE \Ud.q #"fn; VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
m@2=v q1f 波导耦合探测
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:r),}$ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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8Yo;oH k7 l[C_ vUg VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
O+]'*~a 波导耦合探测
uZ'(fnZ$ ─ 该例中使用了倾斜光栅。
&joP-!" OxUc,%e9P 
,.0B0 Y-X pl/ek0QX VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
tJA" BP3f O`T_'.Lk 波导耦合探测
|XV`A)=f ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
t< " %m)J ─ 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。
4gZ)9ya Rw hKW?r+ 
{7%(m|( 0[ (kFe VirtualLab Fusion – 波导耦合
tJmy}.t1
n% Oq"`w4 波导耦合探测
M*D@zb0ia ─ 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。
+.zX ?} ─ 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。
p{+F{e >=;hnLu 
9FPqd8(]*V 6C\WX(@4 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
,a IkiT 1DGl[k/zv 输出LPD至OPtiSLang
>< VUly ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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Rt lc&Q.b ,C|{_4 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
BqUwv B4 cp0yr:~ 输出LPD至OPtiSLang
G ]uz$V6! ─ File→Export→Export to optiSlang Project
n )\(\V7 ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
c'mg=jH )0g!lCfb 
F{c8{?: :jC$$oC]. VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
.zTkOk L +\?+cXSc 输出LPD至OPtiSLang
1
1(GCu ─ 在输出对话框窗口。
|<O^M q 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
? cn`N| 可以选择保存到的输出文件夹。
bZ^'_OOn 可以指定
模拟引擎，用于分析。
v=Q!ioE7 y Pg0 :o- 
Z#D*HAd` z, FPhbFn optiSLang – 初始化优化
q=-h#IF^ I!SIy&=W 设置求解器系统
reM~q-M~o@ ─ File→New project…
!;P[Y"h@r 0A- yQzL| 
%@|)&][hO >[:qJ|i% optiSLang – 初始化优化
ei"c|/pO {u -J?(s} 设置求解器系统
Z ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
d_ x
jW ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
gZBKe!@a| ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
J3e'?3w [ ,Q.[Lc=w 
.}T- R ? optiSLang – 初始化优化
W; os4'h$ ?M6)O?[ 设置求解器系统
dB S_N/ ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
GG-b)64h` Dy 8H(_ 
W\ mgM2p f.bw A x optiSLang – 初始化优化
2aX$7E? D,|TQ Q 参数化的求解器系统
Q7{{r&|t& ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
C ' {B ─ 请务必保存计划。
ynZEJKo S)W?W}*R\ 
yeBfzKI{b ZS= ;) optiSLang – 初始化优化
]6s/ y ,4 q ^( 参数化的求解器系统
Bjj =UtI ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
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BE],PCpPr _HjB'XNr( optiSLang – 初始化优化
9I$} =&" _a |g
> 参数化的求解器系统
Y6 . Bi ─ 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。
7i'clB9! ─ 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。
}Kp$/CYd Sa 0IRC<LV 
*5? Qam3 5|>ms)[RQ optiSLang –设置优化
uEG4^ QMmZvz\^ 参数化的求解器系统
'tcve2Tt ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
Ciz,1IV ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
1 3)6p|6x 6@3v+Vf' 
jC$~m#F "gzn%k[D9m optiSLang –设置优化
|1/8m/2Af. vILB$%I 参数化的求解器系统
8 nqF i ─ 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。
#3eI4KJ4+l ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
mG\9Qkom| ;]=@;? 9 
"Mv^S'?> -*hPEgcV9 optiSLang –设置优化
[+#k+*1 *o ="f-I9y 参数化的求解器系统
vpOGyvI ─ 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。
Pth4_]US ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
+Z GH ─ 这步操作被称为多目标优化。
mA_EvzXk\ < <Y]P +uU 
~X %cbFom= 5|t-CY{?b optiSLang –设置优化
* C Az_s< C8YStT 优化向导
&gJ @"`r4 ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
k.Gt }\6zP Y5B! *+h 
s SD&'K=lq o8IqO ' optiSLang –设置优化
=knLkbiq7, DT6 BFx 优化向导
DYC2bs> ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
pU,\ &3N ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
N1'Yo:_A ─ 然后点击下一步。
I")Ud?v0) Qw F.c28[ （来源：讯技光电）
