使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 'XYjo&w /;}o0
DYeW 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。 M4d4b \vL{f;2J nx{X^oc8e YXU2UIY<~ 工作流程概述 i~4$V NVf_#p"h =C)2DW J1 \K
Kt&bKL MATLAB BGu<1$G - 批处理模式文件的交互式访问 "%rU1/@# - 外部数学函数和工具 1u }2}c| }tH_YF}u 7<?Aou 批处理模式文件 - 执行仿真 Te^_gdf - 光学参数和仿真结果存储 >ca`0gu [cfXcl VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 73ABop 7$"5qJ{ s
在VirtualLab中生成相应的光学设置 h?->A# 3JF" O+@ g- INhzMu 9m%+ 6#| 创建批处理模式文件 6\QsK96_ +' .o eFQz G+/ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 5F 8'f) •在所选文件夹中,生成三个新文件 AC?a:{./ - parameters.xml j#H&~f 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Y)AHM0;g - sample_batch.bat *44E'Dxv 包含要执行的命令的批处理文件 Fa X 3@Sd! - system.os -e+im(2D= 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 5~i}!n ECuNkmUI EM'#'fBZ>Y Z =*h9,MY 修改批处理文件 =u5( zaBe J
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o4B%TW M(Yt9}Z%Y 使用批处理文件执行仿真 *Oh]I|? z&.F YGq} lBG"COu L^ U.h 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) #BI Z| yV)9KGV+: {>X2\.Rl :l {%H^;1 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) *i,A(f'e4X Z4T{CwD`D (+bt{Ma 参数扫描 - 变化单个参数 p$XvVzW#< RJD(c#r$ h,i=Y+1 •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 G4n-}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。 (S63:q&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。 gt(!I^LHYc -&LF`V&3w @dhnpR:L 参数扫描 - 变化单个参数 Cuom_+wV& }Q;^C •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。 6dqI{T-i? |u^~Z-. [T2!,D. SJ&+"S& 参数扫描 - 变化多个参数 AaDMX, (U|WP%IM' Lr(My3vF8q •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 1Zgv+. •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 bxAHzOB(\ •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。 FOSC#W9E <*HsJwr)u zIc_'Z,b M4L<u,\1s 参数扫描 - 变化多个参数 VO7&<Y}{x ,y[w`Q\ O
_^Y*! eOUEhpE •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。 qfgw^2aUa >u?a#5R:m U%aDkC+M j
k/-7/r 多配置仿真 H :`H4S} xc1-($Q, ?p &Xf>K f.ws\^v% 在多个配置中变化单个参数 Ev1gzHd!i `Wp& 'X •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 8AmB0W>e •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 M HKnHPv •主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 )3)fq:[ x Z`h8
y7.oy" NV;T*I8O 在多个配置中变化单个参数 Y]+KsiOL gq&jNj7V •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 md/NMC
\ Qa,$_,E p 8lm1; 具有多个配置的参数优化 #}C6}}; (Cbm*VL mC!^`y) •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。 ePiZHqIsv/ •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。 #8a k=lL Ca#T?HL _*u$U •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 4-W~1 #c`/ f6z 7G
3e !'kr:r}gg 文件信息 -}"nb-RR\ 6:`4bo >$;,1N $bd 9]^NAlno D]+@pKb QQ:2987619807 \qB.>f"%p|
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