[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
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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。 V!/9GeIF  
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工作流程概述 yK-DzAv  
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MATLAB qA"BoS
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- 批处理模式文件的交互式访问 2T(7V[C%9  
- 外部数学函数和工具 f-p$4%(  
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批处理模式文件 - 执行仿真 UE/JV_/S;  
- 光学参数和仿真结果存储 Y&H<8ez  
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VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 sUU[QP-  
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创建批处理模式文件 Em !%3C1r  
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•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 OTl9MwW  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 Wf^sl  
- parameters.xml "=1gA~T  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Tdm|=xI  
- sample_batch.bat (cyvE}g  
包含要执行的命令的批处理文件 Lq;T\m_de  
- system.os lX.-qCV"B  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） \Y>b#*m(4  
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修改批处理文件 %P D}VF/Y  
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使用批处理文件执行仿真 tGU~G&  
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使用MATLAB执行仿真（通过批处理） x;<0Gg~jB  
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使用MATLAB执行仿真（通过批处理） 0|.jIix;  
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参数扫描 - 变化单个参数 o$eCd{HuX  
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•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 qZ'2M.;  
•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。 lg8@^Pm$r;  
•在此例子中，光栅深度是变化的，主要研究的是第-1级的衍射效率。 :"MHmm=uU8  
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G%FZTA6a  
参数扫描 - 变化单个参数 w%s];EE  
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•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 T.3{}230<  
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^3BPOK[*gB  
B{R[z%Y  
参数扫描 - 变化多个参数 B}[f]8jrM  
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•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 C#nT@;VO5  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。  5{oc  
•在此示例中，光栅深度和填充因子都是变化的，主要研究的是第-1级次的衍射效率。 Zp3-Yo w2  
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参数扫描 - 变化多个参数 51b%uz  
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•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 h?p_jI  
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多配置仿真 cI'n[G  
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在多个配置中变化单个参数 'I&0$
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•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。 8 5X}CCQ  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 w(&EZDe  
•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。 R%RxF=@  
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在多个配置中变化单个参数 !e$ZOYe  
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•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。 XDJE]2^52?  
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具有多个配置的参数优化 ,\iHgsZ  
TLVsTM8P  
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•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。 G|KA!q
 
•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。 i,r:R g~  
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•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。 Bh2l3J4X  
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文件信息 kEnGr6e  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python AJ7^'p9Y  
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