结果

优化报告

最优解、搜索历史与优化配置

Optimization Report 用于判断本次优化是否真正完成、报告中的最优解是否可信,以及该最优解是否适合回写到当前结构。

本章重点

本章覆盖三项内容:

  1. Overview / Best Solution / Search History / Optimization Configuration 四个模块的读取重点。
  2. 最优值、搜索证据与实际搜索规模的对应关系。
  3. Apply to Structure 之前的复核要点。

示例配置:默认单变量厚度优化

本章采用软件当前的默认优化器配置,不额外添加目标,也不额外增加变量。这样用户第一次打开 Optimizer 页面即可直接复现同类结果。

这组基线案例的设置是:

  1. Structure 保持默认结构:Air-in -> ITO (40 nm) -> Substrate (1 um, Incoherent) -> Air-out
  2. Optimizer 保持默认目标:Target = Reflection (R)Direction = Maximize,单波长 550 nmAngle = 0°Aggregation = AveragepRatio = 0.5
  3. 保持默认变量:structure/ITO/thickness,搜索区间 10 -> 200 nm
  4. 保持默认算法参数:Max Evaluations = 50Optimization Precision = 1Candidate Count = 3
  5. 点击顶部 Run Optimizer

优化器采用固定三阶段网格搜索(coarse -> local -> fine)。对这组单变量默认配置,结果稳定,适合作为第一组优化器基线案例。

结果结构

Optimization Report 页面包含以下四个模块:

模块是否显示用途
Overview快速汇总最佳适应度、耗时、代数和完成时间
Best Solution列出最优变量及其数值,并支持回写结构
Search History显示每次评估的阶段、适应度和参数组合
Optimization Configuration显示本次求解实际采用的粗扫/局部/精扫配置

后端结果结构包含 convergenceHistory,但本页不提供独立的“收敛曲线”图;当前界面是“卡片 + 表格”结构。

Overview

Overview 是第一层筛选区。它不负责给出最优解细节,而负责判断这次运行是否值得继续分析。

当前概览卡片包括:

指标含义典型用途
Best Fitness当前找到的最优适应度判断目标达成程度
Execution Time优化总耗时估算计算成本
Generations报告中的评估轮次/代数计数判断搜索规模是否符合预期
Completed At优化完成时间戳做批次对照与记录

优先检查项

优先检查:

  1. Best Fitness 是否已经明显优于初始设计。
  2. Execution Time 是否在你可接受的计算成本内。
  3. Generations 是否和你预期的算法预算量级相符。

只有这三项都合理,才有必要继续阅读后续模块。

Best Solution

Best Solution 是最直接的工程输出。它列出当前最优变量路径及其对应数值。

对本章示例,页面只显示一个变量:

  • structure.ITO.thickness

这条记录表示本次优化只改动 ITO 层厚度,其余参数保持不变。

参数路径解释

当前页面中的参数名使用的是“完整参数路径”展开后的显示形式:

路径示例含义
structure.ITO.thickness顶层结构中 ITO 层的厚度
structure.<LayerName>.n某层的折射率实部
surroundings.transmission.n透射侧环境介质折射率

这里显示的参数名应当能直接映射回 Optimizer 页中设置的变量路径。

何时使用 Apply to Structure

Apply to Structure 的用途是:把当前最优变量值直接写回模型。

建议在点击前做两步确认:

  1. 先确认该值在工艺上可制造。
  2. 回写后再执行一次普通 Run,确认目标改善不是偶然读数或界面残留状态。

不要把“报告中最优”直接等同于“最终设计可用”。标准流程是:回写、复算、再做物理结果复核。

Search History

Search History 记录每次被评估的候选点,而不是单独的“收敛曲线”。

表格中最关键的三列是:

含义使用重点
Stage当前候选点属于 coarse / local / fine 哪个阶段判断算法进行到哪一步
Fitness该候选点的适应度比较不同候选点优劣
Parameters该候选点对应的参数组合观察搜索是否集中到某一局部区间

三阶段解释

当前实现的三阶段搜索逻辑可以这样理解:

  1. Coarse:大范围粗扫,先找到大致可行区间。
  2. Local:围绕粗扫得到的候选中心做局部细化。
  3. Fine:在更小范围内进一步精修。

因此:

  • 如果你只看到大量 Coarse 记录,而几乎没有后两阶段,通常说明预算太小或搜索提前结束。
  • 如果 Local / Fine 阶段已经出现,说明算法已经开始在较小范围内细化。

关键工程检查

对工程设计而言,这张表的核心作用是判断搜索是否逐步收缩到合理区间:

  1. Coarse 阶段是否覆盖了整个变量边界。
  2. 后续阶段是否围绕更窄的区间继续搜索。
  3. 最优值是否落在这些后期集中区域内。

如果搜索历史在整个区间内始终很分散,通常说明目标面较平、预算不足,或变量本身对目标不敏感。

Optimization Configuration

Optimization Configuration 记录本次运行实际采用的搜索配置。

它当前会列出:

  • Coarse Sample Points
  • Coarse Candidate Count
  • Local Grid Points
  • Local Search Radius
  • Fine Grid Points
  • Fine Search Radius
  • Total Evaluation Count
  • Max Evaluations

Total Evaluation CountMax Evaluations

这两个字段不要混为一谈:

  • Max Evaluations 是你在 Optimizer 页中设置的用户预算。
  • Total Evaluation Count 是报告中记录的实际执行评估次数。

这两个数字可能不完全一致。若出现差异:

  1. Total Evaluation Count 视为本次运行真实消耗的评估量;
  2. Max Evaluations 视为用户输入的预算目标;
  3. 以报告中的实际执行量为准,评估性能成本和可重复性。

因此,仅查看输入框不足以判断优化成本,必须结合报告页复核。

阅读顺序

要快速判断一轮优化是否值得保留,建议固定按下面顺序读:

  1. Overview:先判断是否有继续分析的必要。
  2. Best Solution:确认最优变量和值。
  3. Search History:确认搜索确实经历了由粗到细的收缩。
  4. Optimization Configuration:确认真实搜索规模和预算是否合理。
  5. 必要时点击 Apply to Structure,然后回到物理结果页重新验证。

该顺序对应三项检查:结论是否成立、搜索证据是否充分、是否适合落地。

常见错误与检查

页面显示 No data

优先检查:

  1. 是否真的执行了 Run Optimizer
  2. 当前 Optimizer 配置是否通过了顶部工具栏的校验。
  3. 是否至少保留了 1 个目标和 1 个变量。

页面显示优化失败

当前页会优先显示错误状态,而不是空白页面。此时应回查:

  1. 变量边界是否有效(min < max)。
  2. 变量路径是否仍然指向现有结构项。
  3. 目标设置是否与结构/波长模式冲突。

没有独立收敛曲线

本页没有单独绘制 convergenceHistory 曲线。过程信息以 Search History 和概览卡片为准;后续若新增该图,文档再同步更新。

最优解不稳定

处理顺序:

  1. 点击 Apply to Structure
  2. 回到 Reflectance / Transmittance / Absorptance 等物理结果页重新运行。
  3. 检查改写后的实际物理响应是否与优化目标一致。

只有“回写后复算仍成立”的解,才是可继续推进的候选设计。

下一步

到这里,Phase 4 的结果章节已经覆盖系统级结果、颜色结果、椭偏结果、深度分布和优化结果。下一步进入理论章节,用更明确的物理模型解释这些结果的成因。

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