摘要
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?l )[7LR4 tk`v:t!6 U 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。
X_h}J=33Q %> eiAB_b VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
m
s \} fr3d 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。
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Q%G8U#Tm ?`ZU R&
20 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。
Hn"RH1Zy 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。
O >,e~#! >bW #Zs,6 VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
oPM96
( PZ9I`P! C 初始装置
KRzAy)8 ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
i.m^/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。
D,feF 9 0,")C5j 
jL luj ICQKP1WFp VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
R m( "=( &8lZNv8;(p 波导耦合探测
+e``OeXo g ─ 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。
|{ip T SH ─ 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。
o+' 6`g'8 {wKB;?fUvk 
Gc|idjW4 02^ rV*re VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
4r}51 N\ 波导耦合探测
(9a^$C* ─ 该例中使用了倾斜光栅。
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M= (u ]%\ PW0LG^xp` VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
@VEb { w[H 波导耦合探测
upmx $H> ─ 该例中使用了倾斜光栅。
z{QqY.Gu{G GbI/4<)l} 
Z`i(qCAd( > (<f 0 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
ob]w;" z$sT !QL~ 波导耦合探测
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G1z ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
FS O).=# ─ 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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p_4<6{KEt Vurq t_nb VirtualLab Fusion – 波导耦合
$`8wJf9@w ;^L(^Hx 波导耦合探测
307I$*%W ─ 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。
QT}tvm@PMq ─ 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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X?Q4} Y yHaGkm VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
PA*5Bk="q ckn(`I 输出LPD至OPtiSLang
DY*N|OnqJ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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$~)SCbL^5 4qa.1j(R/ VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
]4e ;RV-B
='jT~ \ 输出LPD至OPtiSLang
7_t'( /yu ─ File→Export→Export to optiSlang Project
DmcZ ta8n] ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
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46;uW{EY LP=)~K< VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
rm_Nn8p, :(% 5:1W 输出LPD至OPtiSLang
j8gdlIx ─ 在输出对话框窗口。
iy"*5<;*DD 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
= (^3}x
可以选择保存到的输出文件夹。
L/[K" 可以指定
模拟引擎，用于分析。
O/LXdz0B HaYo!.(Fv 
Q2> gU# .+qpk*V\ optiSLang – 初始化优化
5V-I1B& 5r 0YA
IJ 设置求解器系统
mkpMfPt ─ File→New project…
-\MG}5?! I1J-)R+ 
"N#Y gSr Y/oHu@
_ optiSLang – 初始化优化
7p[n i/.6>4tE: 设置求解器系统
~#/ ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
naNghGQ ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
HOi`$vX }N ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
gM] :M a +[ZY:ZQ 
q\ %I#1 optiSLang – 初始化优化
TqQ[_RKg2 /{2, zW 设置求解器系统
\. S/| ─ 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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,A\ n"8Yv~v*2j 
iow"n$/ 9 H~n _ optiSLang – 初始化优化
"
1tH IGgL7^MF 参数化的求解器系统
XP}<N&j ─ 参数化的求解器系统包含相应的VirtualLab文件和两个含有参数和结果的XML文件，用于定义优化函数。
+|f@^- ─ 请务必保存计划。
o;*Q}Gr<M >Gu M]qn 
iRBfx ` %}RNC optiSLang – 初始化优化
AFn7uW!9Gw m[2gdJK 参数化的求解器系统
8,|k ao: ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
H*6W q {)Xy%QV 
r|Z{-*` {G-k NU optiSLang – 初始化优化
)gi9f1n` < Z$J<]I 参数化的求解器系统
m+ 9#5a- ─ 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。
SWLo|)@[/ ─ 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。
q\)-BXw: Zd& S @Z 
P
{'b: C D'4\ *4is optiSLang –设置优化
tp|d*7^ i :KO2| v\ 参数化的求解器系统
*ui</+ ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
Kpp_|2|@< ─ 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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=c7;r]Ol L(\cH b9` optiSLang –设置优化
\NC3'G:Ii }WV:erg` 参数化的求解器系统
N21smC} ─ 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。
E"0>yl) ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
QW"! (`K WhDJ7{D 
M3AXe]<eC1 Ss`LLq0LO optiSLang –设置优化
I@3MO0V^ ite~E5?# 参数化的求解器系统
28nFRr ─ 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。
G &dKY h\ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
W9)&!&<o ─ 这步操作被称为多目标优化。
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E'8;10s Dz bz)Zst optiSLang –设置优化
3a|\dav% Ep}s}Stlr} 优化向导
#/]nxW.S ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
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` {Ul! Cyp'?N
optiSLang –设置优化
/( LL3cZK <QvOs@i* 优化向导
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a ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
<}LC~B! ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
j#6. Gq ─ 然后点击下一步。
dRDnJc3 U6VKMxSJ （来源：讯技光电）
