使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 UXwI?2L Y3-f68*( 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。 "_=t1UE S@TfZ3Go|
cyh;1Q <$C3]
=2 工作流程概述 .
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L @xk ;]H80 vN~joQ=d MATLAB O[p c$Pi - 批处理模式文件的交互式访问 u<+"#.[2v~ - 外部数学函数和工具 =-qYp0sVP 1qp"D_h 5XuQQ!` 批处理模式文件 - 执行仿真 kxmsrQ>av - 光学参数和仿真结果存储 %MEWw r"t,/@`n VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 c6iFha;db &!FI!T
-WH
在VirtualLab中生成相应的光学设置 ]LMtZUz qc a=a} 4H{$zMq8 F;Q'R|HQ 创建批处理模式文件 (UTA3Db Qo*OC 9E` l% qh^0 •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 EoS6t •在所选文件夹中,生成三个新文件 42:,*4t( - parameters.xml Cm0K-~
U 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Zv9%}%7p - sample_batch.bat iRM ?_| 包含要执行的命令的批处理文件 FtDF} - system.os p}Bh 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) <~u-zaN<W Jyp7+M]
Sw>,Q-32 hZ')<@hNP 修改批处理文件 x1"8K $&i8/pD
e+?;Dc-SJ\ L(C0236r 使用批处理文件执行仿真 lg{M\
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\KKE&3= t Q.%f:| 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) +,)Iv_Xl$ 7Jpq7;
s%A?B8, n1b^o~agwC 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) D}N4*L1 x Vw1
[}}q/7Lp 参数扫描 - 变化单个参数 mILCC}Kt O>9-iqP>`d vtc%MG1 •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 7dOpJjv?) •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。 we
kb&? •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。 ?!3u?Kd bP%X^q~]A
n'1LNi 参数扫描 - 变化单个参数 u]]mbER*t# Yqv!ZJ6 •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。 hW\'EJ :*cd$s
M7YbRl 3~LNz8Z* 参数扫描 - 变化多个参数 Gsz$H_ '}q/;}ih )"63g •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Q,};O$h •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 a;&0u> •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 ]1I-e2Q-J X9rao n
Dj3,SJ*x ;Q[E>j?w= 参数扫描 - 变化多个参数 +Q"XwxL<6 XMaw:Fgr l .m # `6PBV+]Vm3 •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 LCb0Kq}*/( QJI]@3
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Yfy";C7X Ij9=J1c4 多配置仿真 FR\r/+n:t0 i;:}{G<
v7@*dg B|=S-5pv* 在多个配置中变化单个参数 V3/OKI\o oq(W| •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 SE$l,Z"[*b •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 %Kh}6 •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。 }T53y6J# ^C}f|{J
-tp3qi f+Fzpd?w S 在多个配置中变化单个参数 <irr.O I}awembw g •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\Ep=O vx
GxE`z6%[ dx.Jv/Mb 具有多个配置的参数优化 J@rBrKC Xod/GYG %d
/]8uO •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。 V0_^==Vs •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。 ^xr &E ,,?XGx
uTy00`1 •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。 ~b[5}_L=> kAW2vh
w~n+hhMF \^lDd~MWG 文件信息 0bu!(Tpg7 Q=epUHFs
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