使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 a
98 6.|~~/ 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。 c-.>C) (M+<^3c
g5Dx9d{ Tv$7aVi! 工作流程概述 Fsf22 j;v%4G cDiz!n*.q NXBOo MATLAB 32iI :u - 批处理模式文件的交互式访问 B@]7eVo - 外部数学函数和工具 BFOFes`>~ 6p"c^ o"FiM5L^. 批处理模式文件 - 执行仿真 (UF!Zb]{ - 光学参数和仿真结果存储 Hg`{9v H/k W
:k VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 (U_Q7hja? qDM[7q3.
在VirtualLab中生成相应的光学设置 LJwM M 2 ?T:RB} XKX,7 IxZ.2 67 创建批处理模式文件 ,)$KS*f"*z =
Y-Ne6a F2$bUY •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Wi?%)hur •在所选文件夹中,生成三个新文件 Sx)Il~ x - parameters.xml s[q4K 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 c@-K - sample_batch.bat Z9 m;@<% 包含要执行的命令的批处理文件 !><
%\K - system.os ^|GtO. 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 'd^gRH<z 0 l:pWc
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Oky 修改批处理文件 )v=G}j^ b8Rh|"J)d
qW~R-g] h+3Z.WKhwP 使用批处理文件执行仿真 2 dD<] AC:s4iacC
OgN1{vRFx PdH`_/6 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) +;*(a3Gp 0BB@E(*
8I\eromG 1m`tqlFU9 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) X$ B]P7G7 -;)SER3Wq4
p/1}>F|i 参数扫描 - 变化单个参数 a\69,%!: :"P hkR bsi q9$F •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 ]jVSsSv •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 mvA xx`jc •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 As'M39*V 4@]xn
^q&wITGI 参数扫描 - 变化单个参数 >3`ctbe |5IY`;+9 •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 [Ht."VxR sIRrEea
6eUiI@J 2]NAs9aZ 参数扫描 - 变化多个参数 RpXs3=9 12d}#G<q- |/\U^AHm"h •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 6l\UNG7 •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 UI<PNQvo9 •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 CoUd16*"JM J7?)$,ij%
sK 1m9 @b!R2Yq 参数扫描 - 变化多个参数 :Q
r7:$S^ k~jKJb-_ {{]=zt|69 @x=BJuUuX •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。
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7 多配置仿真 F/h :&B:; n.a=K2H:V
|.8d,!5w} 7zg)h 在多个配置中变化单个参数 :nKsZ1b X mF*?e/ •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。 _PyW=Tj •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 qXU:A-IdIl •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。 \2R`q*a+ FI`nRFq)C
$&= 4.7Yt AU\xNF3 在多个配置中变化单个参数 J\xz^%p Uin k •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 o0aO0Y
h{W$ fZc< 0H OoKh 具有多个配置的参数优化 )e|$K=
D 8Fd1;G6 yhSk"e'G •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。 V4`:Vci Aw •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}g@K ]^*_F
_'!N q •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。 V6@*\+:3) vz;7} Zj]
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