使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 1'\s7P <jaQ0S{| 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。 =RM]/O9 k5}Qx'/l
LF{8hC[ 3:c6x kaw 工作流程概述 D)[( A&jR-%JG Fl(j,B6Z p9MJa[}V MATLAB E2=vLI] - 批处理模式文件的交互式访问 +sq_fd ;'D - 外部数学函数和工具 qd'Z|'j k|jr+hmn": m3(p7Z^Bq 批处理模式文件 - 执行仿真 fCX8s(|F - 光学参数和仿真结果存储 "d0D8B7HI@ o>]z~^c VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 tHM0]Gb} `O%O[
在VirtualLab中生成相应的光学设置 h>Z`& SC3_S. UQP>yuSx ZP0D)@8 创建批处理模式文件 q}z`Z/`/ vr6YE;Rs Oe "%v;- •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 9.9B#? •在所选文件夹中,生成三个新文件 4l>d^L - parameters.xml ~g@}A 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 uA t{WDHm - sample_batch.bat }Q6o#oZ 包含要执行的命令的批处理文件 : Hu{MN\ - system.os }{&;\^i 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式)
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mO8/eVws[M bFH`wLW 修改批处理文件 >V\^oh)t]t <qI!Dj{
L7.SH#m 7y.iXe!P 使用批处理文件执行仿真 QTN'yd?WE "];@N!dA
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0i? EiZa,}A 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 8L6b:$Y3@C 3kwkU
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+00[T 参数扫描 - 变化单个参数 uaky2SgN }O| 9Qb h b8L[ 4 •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 MhB>bnWXR •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 3od16{YH •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 0y+i?y
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*D9H3M[o# 参数扫描 - 变化单个参数 } .<(L nI1(2a1 •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 q1ZZ T"' }Fox
'P[#.9E lXzm) 参数扫描 - 变化多个参数 =+q\Jh `82Dm!V Hk(=_[S •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Mq'm
TM •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 {OOn7= •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 8Kk41 = ;BKU
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N0JdU4' >[~7fxjK- 参数扫描 - 变化多个参数 Ki&a"Fu3 h ^s8LE3 m
-hZ5i )+w1nw|m •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 6E9/z 8B5WbS fL^
GQQp(%T x($Djx 多配置仿真 $J&c1 jp^Sw|
g-]~+7LL ou<,c?nNM 在多个配置中变化单个参数 f*9O39&| x;Slv(|M •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。 {t!7r_hj •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 U4yl{? •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。 =)gdxywoC n\f]?B(
%~PT7"4 DH.UJ+ 在多个配置中变化单个参数 n=AcN G#^0Bh& •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。 ^H{YLO
$$"G1<EZ &g1\0t 具有多个配置的参数优化 ecR)8^1 ' 9cU9'r# h sf# px|~9 •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。 E-FR
w •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。 n${k^e-= |r36iUHZS
CjP<'0gT •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 ;gD\JA I0z 7bx
~id:Rh>o Pd(_ 文件信息 PLMC<4$s b78~{ht`
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