摘要
w <Bw2c 
Z9eP(ip #3?}MC 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。
?_ eHvw SGu`vN] VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
8vQR'<, A=wG};%_ 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。
g} pD% }s[`T 
*,28@_EwY t9)S^: 0 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。
HlEHk' 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。
""*g\ 1x8wQ/ p| VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
U+zntB {n w.bKq 7 初始装置
jB`:(5%RO ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
fk!9 ` p' ─ 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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<v=s:^;C0 6";
ITU^v VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
!(gSXe)* y CN?kHG 波导耦合探测
'V &T lw| ─ 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。
zO@>)@~ ─ 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。
VfozqUf i.\ e/9]f 
P#D|CP/Cu Q>71uM%e` VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
=2}V=E/85 波导耦合探测
8H|ac[hXK2 ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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Pm,.[5uc k SgE_W) VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
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/y_y 波导耦合探测
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[^}x ─ 该例中使用了倾斜光栅。
O<E8,MCA[a +( y 8q 
vPc*x5w- e\O-5hp7 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
XMd CQ= ZCV i ZWo 波导耦合探测
sG)aw`_j ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
FBbaLqgVF{ ─ 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。
crN*eFeW x,zYNNx5g 
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VirtualLab Fusion – 波导耦合
@$'pMg :H wdXhA6 波导耦合探测
Ln t 1 ─ 可以从探测得到的效率计算平均值和均匀对比度，并在探测器结果标签页中给出。
HUAYtUBH ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
E
AZX [cco/=c 
V )1.)XC vB}c6A4'U VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
Ga-cto1Y h(<>s#=E 输出LPD至OPtiSLang
^9 ]iUx ─ File→Export→Export to optiSlang Project
=,h'}(z_ 
Dh}(B$~Oz+ 79D~Mau# VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
:`Ut.E~. ~KYzEqy 输出LPD至OPtiSLang
W]bgW Kd ─ File→Export→Export to optiSlang Project
AI|+*amTd ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
,B_c UoKVl- 
)Jdku}Pf t$wb wP VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
=QGmJ 3 ^L)TfI_n 输出LPD至OPtiSLang
@!u{>!~0 ─ 在输出对话框窗口。
+ima$a0Zyt 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
3T0~ k-- 可以选择保存到的输出文件夹。
yNow hh 可以指定
模拟引擎，用于分析。
{\CWoFht> /I!62?)-* 
yCav; ZS_ V7r_U bg@K optiSLang – 初始化优化
BxjSo ^n tx~,7TMS/ 设置求解器系统
u!5q)>Wt( ─ File→New project…
MP)Prl> x,.= VB 
..X _nF 7 QNx*8 p optiSLang – 初始化优化
Fa [^D~$l* Pf RA\ 设置求解器系统
1n +Uv* ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
FH w%ynC ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
Nr~!5X O ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
z<%bNnSO z!O;s
ep?/ 
HI 1 T optiSLang – 初始化优化
_,)_(R , h d"0 6
gp 设置求解器系统
iD G& Muc ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
H-+U^@w n:OXv}pv 
Um{) ?1 I9qFXvqL optiSLang – 初始化优化
/MY's&D( L"v rX 参数化的求解器系统
O-
QT+] ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
cZ| * Zpk ─ 请务必保存计划。
41<h |WA V [g^R*b 
F: T(-, g:ky;-G8b optiSLang – 初始化优化
j \jMN*dmV 1F,U^O 参数化的求解器系统
c-(RjQ~M5 ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
:_6o|9J\t Os'E 7;:1h 
J< "K`|F :rQDA =Ps optiSLang – 初始化优化
Si]?4:E7 = Ja:4EU$Lu 参数化的求解器系统
{ l,&F+W$C ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
tj~r>SRb+ ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
rIPfO'T? ]jxyaE&%4 
5?SE?VC=t <b,WxR` optiSLang –设置优化
/~u^@@. v1~l=^4& 参数化的求解器系统
nUpj+F# ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
94PI ─ 这可以在参数化（Parametric）求解器系统配置的判据（Criteria）标签页中定义。
lf >d{zd5 m_oUl(pk 
y,`n9[$K\ X}(X\rp optiSLang –设置优化
" $farDDoF ;&=CZ 6vH 参数化的求解器系统
-d'F KOD ─ 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。
V'=;M[& ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
kE'p=dXx <M1*gz 
JseKqJ?g x}K|\KXy optiSLang –设置优化
7V::P_a UY r + 8Tp|% 参数化的求解器系统
"=s}xAM|A ─ 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。
#)7`}7N ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
/!5ohQlPJ ─ 这步操作被称为多目标优化。
hbJy<e1W DSRc4 |L 
#BP0MY& vw!7f|Pg ~ optiSLang –设置优化
$7Hwu^c( F]6G<6T[ 优化向导
P_0X+Tz ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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4 N$Wpx oCOv
6( optiSLang –设置优化
0Sd>* nC 4z5qXI/<m4 优化向导
9D\E0YG X/ ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
ZrEou}z(* ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
jc _k\ ─ 然后点击下一步。
IrCl\HQN -{OJ M|W+ （来源：讯技光电）
