使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 n*vhCeL SW*Yu{ 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。 Y|N.R(sAs& >r5s>A[YC
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N|7 " 2J2za 工作流程概述 uUI@!)@2 04QY
x}a WxI_wRKx vHxLn/ MATLAB "o>gX'm* - 批处理模式文件的交互式访问 6`sS8Ar&u - 外部数学函数和工具 =/L;}m)7 2]f?c%)I zkmfu~_) 批处理模式文件 - 执行仿真 CWS&f
g%o{ - 光学参数和仿真结果存储 -@yu 9=DT $z* Y:vFP VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 )6
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 D0a3%LBS/2 oBZzMTPe VqK/GWg 23~KzC 创建批处理模式文件 %SlF7$ *Z
C$DW!- v\b@;H` •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 0z:BSdno •在所选文件夹中,生成三个新文件 $g+q;Y~i0 - parameters.xml 3pk `&' 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ^TCgSi7k`L - sample_batch.bat P
gK> Z, 包含要执行的命令的批处理文件 }E]&,[4&M - system.os g6Nw].{ 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) x;p7n2_ leomm+f^
{m2lVzK >,s.!vpK 修改批处理文件 l&4+v.zr ?wQaM3 |^:
Vv3{jn6% hAv.rjhw_ 使用批处理文件执行仿真
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s`Z'5J;S "<5su5] 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) .S=^) ^wm>\o;
xU_Dg56z'& "ZU CYYre 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) F1aI4H<(T h8me.=S&
Zn]njf1x 参数扫描 - 变化单个参数 +IpC :`w'}h7m 6~_TXy/ •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 tjIT4 •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 Hp!c\z; •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 r p^Gk //_aIp
7(oX1hN 参数扫描 - 变化单个参数 O)E8'Oe"Q oPPxjag\ •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 C_~hX G vOl<
ExDv7St1(k ~$\9T.tre2 参数扫描 - 变化多个参数 1>"[b8a/ tUPdq 0%t[ m5/d=k0l •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 D#I^;Xg0h •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 =T0;F0@#4 •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。 ySEhi_)9^ 5i42o+'
[~[)C]-= VX<jg #( 参数扫描 - 变化多个参数 ,fa' 3r]:k)J ^UEExjf 2sryhS'(H •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。 9AgTrP m\hzQ9
L~u@n24 #rkz:ir4 多配置仿真 %Ct^{k~1 w#!^wN
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DM5q C=&rPUX{ 在多个配置中变化单个参数 ev}ugRxt|k 7|/Ct;oO: •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。 v3ky;~ke •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ^-&BGQM •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。 K_" denzT+ `3C dW
OrJuE[R. ?2zbZ 在多个配置中变化单个参数 <V~B8C!) @g{FNXY$ m •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。 |v6kZ0B<
oN\IQ7oI ~.*G%TW &V 具有多个配置的参数优化 dN%*-p( m/T3Um `v|w&ty* •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。 RiPxz=kr •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。 ;
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iY)RE •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。 l[AQyR1+/ Mkj`
.EF(<JC? K|{IX^3)V 文件信息 6Bop8B h|T_
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