使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 Zcxj.F(, nAW`G'V# 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。 XGMO~8 3
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S#^-VZ~U4x SDICN0X* 工作流程概述 +@5*_n\e` xsSX~` g'1ASMuR ]eIV'lP,j/ MATLAB @2)ImgK[ - 批处理模式文件的交互式访问 8S7 YVsDz" - 外部数学函数和工具 9>HCt*|_8 odC}RdN 9aZ^m$tAt 批处理模式文件 - 执行仿真 `d.4L.], - 光学参数和仿真结果存储 sn.&|)?Fi *'nZ|r v VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 Ve^rzGU 7c.LyvM
在VirtualLab中生成相应的光学设置 UIi`bbJ rLOdQN 7H5t!yk|9 (k&r^V/= 创建批处理模式文件 ;gNoiAxW A J"/T+g_ B[nkE+s •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 dt|f4XWF •在所选文件夹中,生成三个新文件 >@c~ M - parameters.xml 3WQ"3^G 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 %e'Z.vm - sample_batch.bat 3Y+
bIz! 包含要执行的命令的批处理文件 uw`fC%-xh - system.os Y]>Qu f.! 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) zaoC yCG<qQz
#Bgq]6G2 hpOUz% 修改批处理文件 lc2RMu y OLqIvN
W:z!fh- Z-B b,8 使用批处理文件执行仿真 #cD20t *.ZU" 5e
<UMT:`h1MZ WbP*kV{ 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) j}$Up7pW
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bxA1fA; ,t=12R]> 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) K0Zq)< 2?bE2^6
=YRN" 参数扫描 - 变化单个参数 5};$>47m eX@7f!uz R1=ir# U|D •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 -d8||X[ •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 .6D9m.Q, •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 3!V$fl0 Udh!%QP%[w
Y?>us 参数扫描 - 变化单个参数 XgmblNp1 tSvklI •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。 )QvuoaJQ \"u3x.!
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T pvz 4fCg{ 参数扫描 - 变化多个参数 Y[yw8a 6(X5n5C "<J%@ •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 ,LHQ@/}A C •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 2iM8V •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。 .V\M/q\Tv #1C~i}J1
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:Ta| 参数扫描 - 变化多个参数 M5Twulz/w 6!3Jr DB>Y#2j4h u8wZ2j4S •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。 8zRb)B+ Q:x:k+O-
I'[hvp ;Q]j"1c 多配置仿真 -|DSfI#j '%m0@5|hCD
2z\4?HJy ^!*?vHx: 在多个配置中变化单个参数 #89h}mp' |@-%x.y •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。 ?]=fC{Rh •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 Qjj:r~l •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。 W].P(A>m q-.e9eoc\
P'Fy,fNg e<>Lr 在多个配置中变化单个参数 aqb;H 'F t|X |67W •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。 !_`T8pJ`
TgaDzF,j{A wjmZ`UMz 具有多个配置的参数优化 bmAgB}Ior )Q\ZYCPOr X*~NE\ •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。
:*M\z3`k •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。 !40t:+I R0<ka[+
eh'mSf^=p •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。 ~^.&nph 0<L@f=i
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