使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 P7\?WN$p IR|#]en 因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 ;@xlrj+ .?kq\.rQ
p v]" 2'aQ kxmc2RH>nB 工作流程概述 ~3Y4_b5E ?OS0. 8]Q#P qyP={E9A MATLAB tE,&
G-jU - 批处理模式文件的交互式访问 8kT`5`}lB - 外部数学函数和工具 ^@^K
<SVc 9;NXzO27 \3`r/,wY 批处理模式文件 - 执行仿真 PU8dr| ! - 光学参数和仿真结果存储 qHnX) 5bBCI\&sam VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 K/K|[=bl Q89fXi0Ivb
在VirtualLab中生成相应的光学设置 3~:9ZWQ/ Kr;;aT0P Xyr'rm5+b Kc,i$FH 创建批处理模式文件 */2nh%>$ p>B-Ubu HoK+g_9~ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 KwU;+=_. •在所选文件夹中,生成三个新文件 {
&Vt]9 - parameters.xml A9;,y'm^8 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 >wb Uxl%{5 - sample_batch.bat
N'i)s{' 包含要执行的命令的批处理文件 O]'2<; - system.os EjMVlZC> 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) zl(o/n yD#(Iw
S=\cF,Zs No`*-> R 修改批处理文件 h'?v(k! i%[+C
FzNj':D "By$!R-& 使用批处理文件执行仿真 83 <CDjD 7ug"SV6Hb
vn!5@""T bi^Pk,' 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) u`D _ %z=:P{0UQ
H]7bqr 4XAs^>N+ 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ]6M,s0 ',K:.$My
6l[v3l"t 参数扫描 - 变化单个参数 N`?|~g3 zw+RDo XwFTAaZ •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 ,H%[R+) •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。 C+g}+ •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。 RMiDV^.u` 4.^T~n G
="v`W'Pd 参数扫描 - 变化单个参数 ;|0P\3 c@Br_- •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。 H6{Bx2J1* bX$1PYX
OGIv".~s4 l i)6^f# 参数扫描 - 变化多个参数 ~M8|r!_ /_})7I52
PpKjjA< •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 %S%IW •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 )z\# •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。 Hqs!L`oW) T~k @Z
_ xTpW xT]t3'y|- 参数扫描 - 变化多个参数 V?1[R Km
$o@ g e(,>xB 8lzoiA_9 •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。 9TQVgkW &l3(+4Sh
1Acs0`3 >~nr,V.q 多配置仿真 ^8_yJ=~V 2|=hF9
.|^Gde sv?Fx;d 在多个配置中变化单个参数 0FtwDM)) q)L4*O •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。 '~Cn+xf4] •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 8QK8q:| •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。 nq HpYb6I0 gT0yI;g]
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dSL 在多个配置中变化单个参数 w2UEU5% RrvC}9ar •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。 \fUX_0k9,
h?p_jI v}N\z2A 具有多个配置的参数优化 ]t~.?)Ad+2 S'8+jY mjWU0. •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。 x<M::")5!V •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。 d\nXK#)Q -f&vH_eK
~qj(&[U{c\ •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。 Hp04apM: d}zh.O5P!
G@#lf@M] 5RN!"YLI3 文件信息 n
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