摘要
R*pC.QiB~ 
,Ds.x@p my FAKRc 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。
\6I +K" {MdLX.ycc) VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
&K+0xnUH ! ]`
#JAL7 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。
<W)u{KS#TY Q%S9fq,q 
ksR1k vTm bO5k6i 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。
]bdFr/!'S+ 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。
>ezi3Zx^ @Yw,nQE)b VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
K*-@Q0"KM{ Y]|:?G7l] 初始装置
'])2k@o@ ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
8|?LN8rp ─ 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。
P$Gj F-!: d@C&+#QDF 
Y.#:HRtgW F/d 7q%I VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
6vKS".4C 7Z,opc 波导耦合探测
w N-i?Ek0; ─ 波导耦合探测器是一种特殊工具，用以探测某个周期性结构以特定角度范围入射的效率。
13'vH]S$M ─ 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。
WG71k8af 5~sx:0; 
|R/.r_x,V? I`(l *U VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
ykg# {9+ 波导耦合探测
(h-*_a}F4 ─ 该例中使用了倾斜光栅。
T'-FV Z;Rp+ X 
$!@\ >ydRSr^ VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
C#V ~Y 波导耦合探测
<bck~E ─ 该例中使用了倾斜光栅。
E\ 8 Q;Wj?8} 
}ArpPU
:] 2aA`f7 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
lfsqC};#\ YZ$ZcfXDW 波导耦合探测
zQ6p+R7D ─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
M6r^L6$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。
Pl=] Srw b#)U UGmI 
g?v\!/~(u qGm Nz}4D5 VirtualLab Fusion – 波导耦合
aA`/ E wXjFLg!g? 波导耦合探测
$*a'84-5G- ─ 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。
|%a4` w ─ 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。
nP~({ :l8X RR;AJ8wd 
w@\vH H.;V !}+tdT(y VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
)+")Sz3zx ?Ucu#UO 输出LPD至OPtiSLang
8N%Bn& ─ File→Export→Export to optiSlang Project
}V;+l8 
Dq@2-Cv c)md VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
sAJ7R(p -tsDMji~V 输出LPD至OPtiSLang
8x{B~_~ ─ File→Export→Export to optiSlang Project
}}<Z,/O ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
$QEilf;E 6 &Juv 
q}BzyC=:n ^[-el=oKn0 VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
tGdf/aTjy 39F
O f 输出LPD至OPtiSLang
l%z< (L5 ─ 在输出对话框窗口。
\ o-&f: 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
-F"Q EL# 可以选择保存到的输出文件夹。
yV3^Qtb! 可以指定
模拟引擎，用于分析。
(R~]|?:wt 9mc!bj^811 
0Z<I%<8bK {K{EOB_ u optiSLang – 初始化优化
Lj\/ Ji_ X2mREt9 设置求解器系统
Ch()P.n? ─ File→New project…
$GQ`clj< [a o
U5;7 
K-<^ $VWh +`M!D }! optiSLang – 初始化优化
"1q>A t
B<8N96fx 设置求解器系统
'$As<LOEd/ ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
"TV(H+1,z ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
*{undZ?(> ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
o~FRF0f*VP { wF&+kH3 
R8L_J6Kpa optiSLang – 初始化优化
n 26Y]7N 6 J~12TU, 设置求解器系统
CSbI8 5F ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
X.K<4N0A9J ki0V8]HP 
WD;Y~ | ._ wkj optiSLang – 初始化优化
Dlo xrdOY& FEPXuCb 参数化的求解器系统
f W`&'! ─ 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。
&bqT /H18 ─ 请务必保存计划。
)5JU:jNy .,~(%#Wl$ 
f"7M^1)h2% YJs|c\ eq? optiSLang – 初始化优化
aw ?=hXR! /:<IIqO. 参数化的求解器系统
:{'k@J"| a ─ 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。
p5O",3,A4 LAx4Xp/ 
sG~<M"znV 6*l^1; U optiSLang – 初始化优化
T&T/C@z'R lT\a2.E 参数化的求解器系统
%xlqF< ─ 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。
.t&R>9cZ^ ─ 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。
5!C_X5M B,z<%DAE 
S1 _6C:^k wdzOFDA optiSLang –设置优化
K x"<J@ G>YAJ o 参数化的求解器系统
T{]~07N? ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
4RKW ─ 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。
VN4yn| f/ L.xZ_ 6 
o }Tz"bN RUC PV[{b optiSLang –设置优化
( nW67YTr w(L>#? 参数化的求解器系统
*xf ._~E ─ 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。
41#w|L
\ ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
Mh(]3\ k~%<Ir1V] 
J68j=`Y UV}73Sp optiSLang –设置优化
Mcw4!{l` l ?Y_~Wuw 参数化的求解器系统
c8) /:xxl ─ 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。
*BD=O@ ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
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_,_5
@0e ─ 这步操作被称为多目标优化。
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HV;K UE _fpq 
j9qREf9) E'1+ Yq optiSLang –设置优化
~mV"i7VX Bhqft;Nuh 优化向导
0Q"u#V Sp ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
2c<&eX8 " vgn@d,v 
bf_I9Z3m ?6Cz[5\ optiSLang –设置优化
Z'pQ^MO sDqe(x}a 优化向导
[LT ^sb ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
nmlPX7!{$ ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
ZaFb*XRgS ─ 然后点击下一步。
GwsY-jf R cY>k （来源：讯技光电）
