摘要
在復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和公差處理過(guò)程中，通常需要分析一組不同系統(tǒng)參數(shù)的特性，而不僅僅是單一配置。參數(shù)運(yùn)行是在所需參數(shù)空間內(nèi)掃描系統(tǒng)參數(shù)的指定工具。但它無(wú)法從可進(jìn)一步處理的單個(gè)結(jié)果中定義和評(píng)估優(yōu)化函數(shù)。新的參數(shù)變化分析儀正是彌補(bǔ)這一不足的正確工具。利用該分析器，您基本上可以分析整個(gè)系統(tǒng)，并進(jìn)一步處理所獲得的數(shù)據(jù)。在產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，但評(píng)估需要定義明確的質(zhì)量函數(shù)以用于下一步分析或優(yōu)化等情況下，這是非常有用的。
在哪里可以找到參數(shù)變化分析儀？
在Optical Setups的元件庫(kù)中，光學(xué)組件樹(shù)Analyzers下可以找到Parameter Variation Analyzer。
定義參數(shù)變化
將分析儀添加到光學(xué)系統(tǒng)后，必須定義參數(shù)掃描和結(jié)果評(píng)估。點(diǎn)擊 "Configure Parameter Variation"，即可進(jìn)入內(nèi)置的Parameter Run文檔，在該文檔中可以配置參數(shù)變化。
有關(guān)如何操作Parameter Run文件的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參閱：參數(shù)運(yùn)行文件的使用
結(jié)果評(píng)估
Parameter Variation Analyzer的輸出由自定義的片段定義。在這里，用戶(hù)可以訪問(wèn)相關(guān)Parameter Run的結(jié)果，并需要對(duì)如何處理數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。
步驟 #1：提取結(jié)果
默認(rèn)情況下，訪問(wèn)相關(guān)內(nèi)部參數(shù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的片段已預(yù)先配置：
這里的變量用于搜索給定光學(xué)系統(tǒng)中匹配的探測(cè)器和子探測(cè)器。“DetectorName”指的是探測(cè)器或分析器（如 "通用探測(cè)器"、"光柵階次分析器"），而subdetector（以及 “SubDetectorName”）通常代表探測(cè)器的某種輸出（如 "平均效率"、"均勻性對(duì)比度"）。對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模擬后，就可以在Detector Results面板中看到正確的名稱(chēng)。例如:
*注：由于搜索字符串的定義，在大多數(shù)情況下沒(méi)有必要使用（子）探測(cè)器的準(zhǔn)確名稱(chēng)。
步驟 #2：輸出結(jié)果
該函數(shù)為參數(shù)運(yùn)行的每次迭代生成探測(cè)器及其子探測(cè)器提供的定義值列表。
根據(jù)列表中的值，可以進(jìn)行任何進(jìn)一步處理（請(qǐng)參閱本文檔中的示例）。
最后，可以再次輸出結(jié)果，用于優(yōu)化評(píng)價(jià)函數(shù)或其他目的。輸出的部分也是預(yù)定義的：
這將把結(jié)果輸出到Detector Results面板。還可以生成一維或二維圖形來(lái)直觀顯示數(shù)據(jù)。
技術(shù)洞察--結(jié)果可視化
為使結(jié)果可視化，可生成一維或二維數(shù)據(jù)陣列。為此，有必要提取有關(guān)迭代次數(shù)或結(jié)果以及參數(shù)范圍的信息。這可以通過(guò)以下代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)（本例中為采樣距離和起始值）：
請(qǐng)注意，要使用該函數(shù)，必須在代碼段的 " Additional using directives "部分添加以下指令：
有關(guān)完整示例，請(qǐng)參閱本文的相應(yīng)示例。
例 1：計(jì)算平均值和對(duì)比度
示例 – 二元光柵的平均效率
視場(chǎng)：
- 一組平面波：沿 x 軸和 y 軸 -15°...15° (*)
- 波長(zhǎng)：532 nm
- 偏振：沿 x 軸線(xiàn)性偏振
(*)不同的視場(chǎng)可通過(guò)相應(yīng)傾斜光柵來(lái)模擬。
探測(cè)器評(píng)估
Parameter Variation Analyzer結(jié)果
參數(shù)變化分析儀中的代碼（耦合光柵示例）
例 2：詳細(xì)結(jié)果的計(jì)算
示例 - CIGS 太陽(yáng)能電池中的吸收
平面波
從 300 nm 到 1100 nm 的均勻光譜
探測(cè)器
輻射通量(吸收的能量以第4層邊界處的通量之差計(jì)算)。
詳細(xì)信息請(qǐng)參閱：CIGS 太陽(yáng)能電池中的吸收
太陽(yáng)能電池
*我們假定太陽(yáng)能電池有一層帶防反射涂層的熔融石英保護(hù)層。
系統(tǒng)來(lái)自于：J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
CIGS 太陽(yáng)能電池中的吸收 - 檢測(cè)原理
通過(guò)將 4 個(gè)不同探測(cè)器的輻射通量值相加/相減，確定 CIGS 層內(nèi)每個(gè)波長(zhǎng)的吸收能量：
- 在 CIGS 層開(kāi)始處： 透射部分 (T1) 和反射部分 (R2)
- 在 CIGS 層末端： 透射部分 (T2) 和反射部分 (R1)
利用Parameter Variation Analyzer，可以自動(dòng)完成減法，并通過(guò)一次模擬輸出得到的吸收曲線(xiàn)。
Parameter Variation Analyzer結(jié)果
參數(shù)變化分析儀中的代碼（CIGS 吸收示例）
文件信息
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