摘要
7C2&N yWJ 
$ N=N(^
9*=W- v 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。
JPWOPB'H X'% ;B VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
B 0!"A O
Wj@< N 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。
-7&Gi
+] +_xOLi u
X2i}vjkY #\ n8M 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。
'fNKlPMv4D 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。
0,Y5KE{ Tk O[rAC VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
h=_0+\% VA% Un,5h 初始装置
]$\|ktY! ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
=)`
p_W ─ 该例中的光学系统包含了平面波
光源和用于周期性介质的波导耦合探测器。
n?urE-_ fb:j%1WF 
`VL}.h !\;FNu8_. VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
u@%r ~/ ilx# d 波导耦合探测
f5= =";eP ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
h"[+)q%L ─ 可以从探测器的编辑对话框中的目录定义或加载周期性结构。
l-$uHHyu* Z@%HvB7 
p/
>` [I `\6?WXk3T VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
e=QK}gzX 波导耦合探测
'vaLUy9 ] ─ 该例中使用了倾斜光栅。
d 'Axum@ @M8|(N % 
l?)ZJ3]a n%\
/J VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
BiZ=${y
波导耦合探测
} AvcoD/b ─ 该例中使用了倾斜光栅。
5+jf/}t A n7YEG- J 
*79m^ S$^ RbI VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
`[Y ngYw ]}6w#)]" 波导耦合探测
vHE^"l5 v ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
OLj\-w^ ─ 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。
<x),,a=X on7I
l 
<(e8sNe kz S=g|_ VirtualLab Fusion – 波导耦合
#s%-INcR Y}D onF 波导耦合探测
@v*/R%rv t ─ 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。
(?b@b[D~4 ─ 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。
G^1b>K yRYWc h 
xT)psM'CL 1lnU77; VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
WWZ9._ [!VOw@uz 输出LPD至OPtiSLang
x4# T G ─ File→Export→Export to optiSlang Project
Jj^GWZRu 
!"TZ:"VZU 9Of FM9(: VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
X+ n`qiw q N6[i{;K@N{ 输出LPD至OPtiSLang
a/ uo}[Y ─ File→Export→Export to optiSlang Project
%An W~v ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
-)y% ~ Zn D=)f
)- u' 
U t)r&? t=#Pya VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
5Z Ab]F90 ARfRsPxr 输出LPD至OPtiSLang
AP\ofLmq ─ 在输出对话框窗口。
2~;&g?T6 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
%:qoV 0DR 可以选择保存到的输出文件夹。
lKEa)KF[ 可以指定
模拟引擎，用于分析。
k,Zm GllQ] yO>V/5` 
Kt.~aaG_ r++i=SQax optiSLang – 初始化优化
/LQ:Sv7 i$-#dc2qY 设置求解器系统
[[)_BmS5r ─ File→New project…
6b Z[Kt ^Dx#7bsDZR 
y$tX-9U p11G#.0 optiSLang – 初始化优化
zSjgx_#U 1{2eY%+ C 设置求解器系统
396R$\q ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
wX'}4Z=C~ ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
IdM*5Y>f ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
" B@jfa% czBi Dk4 
aN ^IP optiSLang – 初始化优化
hQgN9S5P 3#<* k>1G? 设置求解器系统
M} .b"
ljZ ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
xNN@ 1P[* y?N Nz0 
;~s r$6 wh~s Z optiSLang – 初始化优化
8 HoP( +? X$wehMBX 参数化的求解器系统
MPRO
!45Z ─ 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。
@5}gsC ─ 请务必保存计划。
J^I7BsZ 5 z]\$=TE 
Ls: =A6AGM wTpD1"_R optiSLang – 初始化优化
N5 q725zJ B[xR-6phW 参数化的求解器系统
3DoRE2} ─ 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。
)45_]tk > Qm);6X
=2oUZjA 6d{j0 ?mM optiSLang – 初始化优化
XS 0V:<+, 9)yG.9d1 参数化的求解器系统
i@$-0%, ─ 运行求解器系统以检查是否能正常工作并给出预期的结果。
qiNliJ>40E ─ 通过双击结果（Result）设计标签页中的参数化（Parametric）求解器系统窗口，可以检查参数和结果。
c d%hW KP~-$NR 
xtJAMo>g 0MpS4tW0= optiSLang –设置优化
6f}e+ 80 @
u1Q-: 参数化的求解器系统
xYR#% ! M ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
,ZK]i CGk ─ 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。
cjg=nTsBA jpO3 8H0) 
z`'P>.x
yzc pG6 , optiSLang –设置优化
I>((o` _
+KmNfR 参数化的求解器系统
Wg1 tip8s ─ 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。
uJPH~mdW ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
%\yK5 V5 "3t\em! 
>0T3 '/k<H W#45a.v optiSLang –设置优化
{mYx /;+,m p4 参数化的求解器系统
ALR:MAXwC ─ 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。
lCE2SKj
─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
WTu{,Q ─ 这步操作被称为多目标优化。
? -{IsF^ NS 5 4 9S 
Y\u_+CG* #KJZR{ optiSLang –设置优化
gDh l-
`GkRmv* 优化向导
Y~GUR&ww0n ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
V~c(]K )- 7z>+w 
Spc&X72I QX/]gX optiSLang –设置优化
KW:r;BFx Q=XA"R 优化向导
ok=40B99T ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
Heohe|an ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
n +d J c ─ 然后点击下一步。
w#d} TY `7>K1slQ}S （来源：讯技光电）
