[分享]使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计 [复制链接]

摘要 8 (h  
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因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能，所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式，我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析，参数扫描和优化。 DF|lUO]:  
M>gZVB,eP>  
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d@f2Vxe7  
工作流程概述 F-,{+B66  
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T`Z
J=gv  
k[)@I;m  
MATLAB '0$[Ujc  
- 批处理模式文件的交互式访问 Byj~\QMD|  
- 外部数学函数和工具 iPO S  
-fg
KSJ7  
}V;]c~Q/H  
批处理模式文件 - 执行仿真  A;x^6>  
- 光学参数和仿真结果存储 H^:|`T|,  
NT/B4'_@  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 kK|+W,  
m e{SVG{  
'\\Cpc_g  
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r['C.S6  
创建批处理模式文件 <XrGr5=BV  
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lB~'7r`  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 l8Qi^<i/  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 iZ\z!tHR  
- parameters.xml  Bt3=/<.\  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ta.,4R&K  
- sample_batch.bat j1+Y=@MA  
包含要执行的命令的批处理文件 >v,j;[(  
- system.os }
l!_m.#e  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） Yb{t!KL  
Hvo27THLo  
&:K?-ac  
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修改批处理文件 $Xc<K
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-V/i%_+Ze  
PzDgl6C  
-V<"Ay  
使用批处理文件执行仿真 p,Hk"DSs%  
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%([H*sLX  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） xR`2+t&t  
2
6K~m@  
k"{U}Y/}  
{?hjx+v[  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） p n>`v  
 +'.Q-  
j~q`xv+
R  
参数扫描 - 变化单个参数 Tj9q(Vq  
e|yuPd  
[Cp{i<C  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 1hij4m$b  
•作为示例，我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数，并检查对结果的影响。 [F EQ@  
•在此例子中，光栅深度是变化的，主要研究的是第-1级的衍射效率。 q/?_djv  
+(%[fW  
{hz:[  
参数扫描 - 变化单个参数 ow[qpP[  
e r$'c  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 */E{s?  
=YIQ _,{u  
Z-(HDn  
>,3 3Jx  
参数扫描 - 变化多个参数 yk{alSF  
:6V8  
f lB2gr^  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 I&Y(]S,cU  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 |3m%d2V*hF  
•在此示例中，光栅深度和填充因子都是变化的，主要研究的是第-1级次的衍射效率。 Z]BR
Mx  
Dzr5qP?#  
p;Kr664  
aK'r=NU
 
参数扫描 - 变化多个参数 ]mA?TwD  
Xk'.t|  
sSUd;BYf  
W:\VFPf2  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 <!^Z|E  
K#r`^aUc  
E"=$p$k  
bAp`lmFI  
多配置仿真 e{&gF1"[  
Hr$5B2'  
F1>,^qyG6  
:cTi$n  
在多个配置中变化单个参数 T*m21<  
t ,$)PV
 
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数，我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 1CbC|q  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。
k W,|>  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 k1J}9HNYR  
2uIAnbW]M  
4<|u~n*JF  
}g?]B+0  
在多个配置中变化单个参数 pjFgIG2=9  
JK4 @  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 7Y/_/t~Y  
f$|v  
>nX'RE|F  
具有多个配置的参数优化 zVu}7v()  
V 6F,X`7  
q9Q4F  
•基于前面的示例，我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 ;q
Z2V  
•例如，将光栅深度设置为变量，并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 Dg`W{oj  
y+a&swd2(U  
rQJoaP+\q  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 lV
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文件信息 a'BBp6  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python F~EriO  
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