使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 B><d9d a,k>Q` 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。 PoG-Rqe x|pg"v&[
H9YW jIC_[ 工作流程概述 Cv6'`",Yzm J IUx y1dDO2mA ,-8"R`UI8 MATLAB O$_)G\\\m - 批处理模式文件的交互式访问 fF7bBE)L/| - 外部数学函数和工具 m
qMHL2~ bk;?9%TW A kC1z73< 批处理模式文件 - 执行仿真 K,+LG7ec - 光学参数和仿真结果存储 |}BLF gOSJM1Mr3 VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 haK3?A,"_A `6~Aoe
在VirtualLab中生成相应的光学设置 }$SavB#SBP <
$J>9k 6dabU* [q?<Qe 创建批处理模式文件 zzTfYf) K1 EynU
I 9g'LkP •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 g{OwuAC_ •在所选文件夹中,生成三个新文件 8']M^|1 - parameters.xml }X)&zenz 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Wbr|_W - sample_batch.bat xS4w5i2 包含要执行的命令的批处理文件 v$7QIl_/7 - system.os >,gg5<F-E 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) Dz>^IMsY R!\_rc1/
#5cEV'm; JEXy%hl 修改批处理文件 U}yW<#$+ {XR6>]
:ubV }; Ktb\ b w 使用批处理文件执行仿真 *scVJ KHe=O1 %QO
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x @$S+ Ne[< 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) [#-b8Cu dgR
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*SU\ABcov CR8/Ke 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) R "n5 hn5h\M?
~ELNyI11 参数扫描 - 变化单个参数 HePUWL' fkuLj%R v\KA'PmiP •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 77C'*tt1] •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。 4 !i$4 •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。 O@u?h9?cf> |L%Z,:yO
z.7cy@N6 参数扫描 - 变化单个参数 =5J7Hw&K x2OaPlG,&V •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。 Aw}"gpL [B+yyBtx
q*U*Fu+ |jI#"LbF 参数扫描 - 变化多个参数 H5DC[bZMb% }YB*]<] !nqUBa •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 f\]sz?KY •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 w`4=_J=GO •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。 Huy5-[)15 M2
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S{]x ,F79xx9ufg 参数扫描 - 变化多个参数 "S8uoSF`> 2)G
%)' +AR5W(& -=%@L&y1 •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。 XG}C+;4Aw RHmgD;7`
}Ga\wV 6N!Q:x^4(T 多配置仿真 g<l1zo`_ 'C`U"I
H\h3TdL Id_2PkIN$~ 在多个配置中变化单个参数 -&NN51-d\j #yI
mKEYX •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。 =y
[M\m •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 Z'4./ •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。 &|Bc7+/P (zgW%{V@
O[I\A[* /M|262% 在多个配置中变化单个参数 Jy)KqdkX+ 5~r33L% •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。 0rOfrTNOz%
q)Lu_6 mg kW*f.! 具有多个配置的参数优化 6ys
&zy (pY 7J '?!zG{x •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。 ",^Mxm{ •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。 ruc++@J@ GNgKo]u
ey2S#%DF] •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。 0O9Ni='Tn GR
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