摘要
*e!0ZB3J 
cd#@"&r 3Jf_3c 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。
hr(E, TAe 44b;]htv VirtualLab Fusion和optiSLang的界面
7vubkj& &V:iy 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。
.e~17}Ka} q0&g.=; 
iO~3rW Q 4DaLmQ2O 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。
f9?\Q'v8 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。
a^>0XXr}Y 1!~=8FTv VirtualLab Fusion – 光学装置初始化
|1uyJ?% B 2c
LIz@ 初始装置
^g iseWR( ─ 一般来说，在VirtualLab中定义的
光学系统都可以使用optiSLang进行优化。
?I6 ! m~ ─ 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。
V'K1 kYb .Ce30VE- 
1
\:5ow&a #41~`vq3 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
S=@. <g S xy5&}_Y 波导耦合探测
Y9 2 w L} ─ 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。
O4dJ> O ─ 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。
hR H qG ?A +-k4l 
aEM2xrhy, ZxF RE#y~2 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
t2uX +1F 波导耦合探测
$aDAD4mmm ─ 该例中使用了倾斜光栅。
)!z<q}i5 o'O;69D]tX 
C dg/wRje 7u73v+9qn: VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
+}[M&D 波导耦合探测
WdI9))J2S ─ 该例中使用了倾斜光栅。
ia6%>^ 8w /$!9[ 
GCm(3%{V%( f9ux+XQk 9 VirtualLab Fusion – 波导耦合探测器
cBZ$$$v\# |mvY=t
% 波导耦合探测
Zawnx =
─ 输入光源的入射角度范围在探测器编辑对话框中指定。
8T-/G9u ─ 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。
&8$Gy u g9C/Oj`I 
`Y]t*`
e| [}:;B$, VirtualLab Fusion – 波导耦合
VZF; )}w2'(!X8 波导耦合探测
?TTtGbvU ─ 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。
t$~CLq5a d ─ 作为结果，探测器可以用于评估在特定角度范围内的周期性结构。
* Cf5D6=Q 5 XtIVHA@{ 
;&7dX^oH ,Y9bXC8+dU VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
I Sa}Km>Q 6.5E
d- 输出LPD至OPtiSLang
&`x1_*l ─ File→Export→Export to optiSlang Project
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hNU$a?eVpR F^4mO| VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
kA/4W^]Ws k4T`{s}e 输出LPD至OPtiSLang
wH]5VltUT1 ─ File→Export→Export to optiSlang Project
A; _Zw[ ─ 输出LPD文件，并产生输入至optiSLang的必要光学装置文件。
qh9d .Q+n F-R5Ib-F*A 
(>]frlEU~ gpT~3c;l= VirtualLab Fusion – 输出LPD至OPtiSLang
eYtP396C| V_\9t8 输出LPD至OPtiSLang
ICdfak ─ 在输出对话框窗口。
<=nOyT9 可定义参数空间，并包含了参数的变化范围。
s#cb wDT 可以选择保存到的输出文件夹。
'Nkd * 可以指定
模拟引擎，用于分析。
wF=?EK(;P{ Hnft1
iH a:6 ]C'^&:&< optiSLang – 初始化优化
!}lCwV (jmF7XfU 设置求解器系统
B)/L[ )S ─ File→New project…
Z1}@N/>> 1u8 k} 
"%(SLQOyy : %[mc-6. optiSLang – 初始化优化
~n=oPm$ pR !P8Y(i 设置求解器系统
[_HY6g r ─ 继续，拖动求解器（Solver）向导到场景（Scenery）窗口。
H|)F-aL[ ─ 打开了一个对话框，列出了几种求解器（Solver）范例。
I3qT SX- ─ 求解器（Solver）范例中必须选择VirtualLab。
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g:&cIr, 
K>2M*bGc p optiSLang – 初始化优化
kk>z,A4
h_ Ev Ye1Y- 设置求解器系统
4^Ke? ;v ─ 然后会弹出文件对话框，必须打开VirtualLab输出的system.lpd文件。
1 ,7 ^>/~MCyM. 
b|-}?@&7&q J
?0P{{ optiSLang – 初始化优化
=28ZSo^ :u]QEZ@@ 参数化的求解器系统
4iDq d ─ 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。
}Y"vUl_I2 ─ 请务必保存计划。
6bDizS} x,NV{uG$n 
-K (>uV!? f"z; ' optiSLang – 初始化优化
!o`riQLs> %At.nlss 参数化的求解器系统
u!-v1O^[ ─ 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。
-}1TT@ 0`/CoP<U 
TKp2C5bX 0qq>(K[ optiSLang – 初始化优化
oFb~ |>d y?V^S;}&] 参数化的求解器系统
'g tcy ─ 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。
m[CyvcF*u ─ 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。
<0!<T+ JQ Wl7S<>hg4 
R`J.vMT )(9[> _+40 optiSLang –设置优化
Wn{MY=5Y 8<x&
Xd 参数化的求解器系统
i}e/!IVR3 ─ optiSLang可以进行多目标函数的光学系统优化。
a/</P
|UG ─ 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。
V.%LA. 8 klAvi%^jE 
Eunmc |xF!3GGms optiSLang –设置优化
v@4vitbG9 ;F_P<b 2 参数化的求解器系统
$ V !25jQ ─ 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{P94Ph v ─ 因此优化算法会尽可能地使均匀度对比最小化。
BRa9j:_b i &%m^p 
xI_0`@do |c>.xt~ optiSLang –设置优化
~{ GTL_w &e78xtA { 参数化的求解器系统
on;>iKta9 ─ 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。
$<9u:.9xf ─ 因此优化算法会尽可能地使平均效率最大化。
\ a4X},h\ ─ 这步操作被称为多目标优化。
"Zy:q'`o ;b (ww{& 
.C.b5x! W~PMR/^i optiSLang –设置优化
P4zwT Ek` (I`l v=R"j 优化向导
bU[_YuJbM ─ 下一步可以通过拖放来使用优化向导。
##%&*vh 4JyA+OD4 { 
!"o\H(siT ,!, tU7-H optiSLang –设置优化
*$5p,m6G N~0ih T G5 优化向导
F v*QcB9K ─ 第一步，提供了各种系统参数，包括其指定的值范围。
dVk(R9 8 ─ 此外，optiSLang提供了一个可视化的值范围，其中标出了初始值。
W/3sJc9 ─ 然后点击下一步。
w5^k84vye +h Ks （来源：讯技光电）
