使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 XBQ\_2> A[WV'!A, 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。 ^TB>.c@ `* 1y^K/.5-
D|qk_2R% lt$zA%`odc 工作流程概述 DP/J(>eG #}^-C&~ 4x%(9_8{- L}#0I+Ml7 MATLAB 2wqk,c[] - 批处理模式文件的交互式访问 CXtU"X - 外部数学函数和工具 H;aYiy e4OeoQ@ > qW 1V85FG 批处理模式文件 - 执行仿真 W(fr<<hL - 光学参数和仿真结果存储 J/);"bg_O QCPID: VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 P\CDd=yWc U=sh[W
在VirtualLab中生成相应的光学设置 ^7]"kg DA ~8|t*@D z=&z_}M8 #<( = }? 创建批处理模式文件 dMx4ykrR N?dvuB /9yaW7w •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 a:YI"*S
•在所选文件夹中,生成三个新文件 n3MWs);5 - parameters.xml ;jK#[*y 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 U-wLt(Y< - sample_batch.bat b{DiM098 包含要执行的命令的批处理文件 sM1RU - system.os h?\2_s 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) (wRBd g=}v>[k E
PZ8U6K' RnfXN)+P 修改批处理文件 rg(lCL&:S !k$}Kj)I
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6)]f6p&e 使用批处理文件执行仿真
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vAP{;Q0i 7=4 A;Ybq 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) !}3,B28 AV&yoag1
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36H f7}"lG]q 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) bAxTLIf NCA{H^CL
6*GjP ;S= 参数扫描 - 变化单个参数 /7$mxtB5%L s_jBu 2>S~I"o0 •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 z*~YLT& •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。 MrE<vw@he •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。 F>|9 52 qUhRu>
9CUimZ 参数扫描 - 变化单个参数 ApPy]IdwX `NwdbKX •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。 ?BCy J 71B3a
5IMSNGS >e5zrgV 参数扫描 - 变化多个参数 dhRJg"vrQ 0/]_nd .")b?#K •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 OsW"CF2 •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 <z#BsnjW{ •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。 6X+}>qy ZcPUtun
CKARg8o SqB/4P 参数扫描 - 变化多个参数 zjbE 7^N 3
%(Y$8U !Cj(A"uqY |uha 38~ •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。 jOv"< 2o{@nN8%
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^6 多配置仿真 hN4VlNKu +BB0wY
X7cWgo66T 9G:TW|)L[Q 在多个配置中变化单个参数 OCx5/ 88X rnvQ<671W •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。 <Ry$7t, •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 wkT;a&_ •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。 ?R?Grw)`H &G{2s J5{
huAyjo vj3isI4lU 在多个配置中变化单个参数 _'JRo%{xGX
&tBA^igXK •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。 Zd<[=%d
6+%-GgPf UD*+"~ 具有多个配置的参数优化 k}BDA|\s yisLypM* "|4jPza •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。 {,f[r*{Y •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。 94z8B;+H] XM!M%.0WS
5^F]tRz- •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。 #{>uC&jD [2H[5<tH
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