使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 mNw|S*C 4)Y=)#= 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。 `T $lTP jYKs| J)[
Y604peUF TL@_m^SM 工作流程概述 +s&+G![ (1\!6 qA:CV(Z Cec!{]DL& MATLAB Q%4>okj, - 批处理模式文件的交互式访问 vW6Pf^yJ - 外部数学函数和工具 }8 A] 7]a6dMh '3=[xVnv 批处理模式文件 - 执行仿真 (PU0\bGA - 光学参数和仿真结果存储 vvw6 GB,M b8)>:F VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 {>>ozB. #:L|-_=a
在VirtualLab中生成相应的光学设置 M$A"<5 ^.jIus5 y|V/xm+Fp %,%s09tO 创建批处理模式文件 `/ix[:}m^ hX\XNiCiK8 msg&~"Z •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 l){l*~5zl2 •在所选文件夹中,生成三个新文件 7(na?Z$
- parameters.xml cl{x5>.'# 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 j['Z|Am"l - sample_batch.bat %*]3j^b Q+ 包含要执行的命令的批处理文件 2;.7c+r0 - system.os 2Xk(3J!!'a 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) O-:#Q(H! oH!sJ&"#_
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a[ p\1 修改批处理文件 9ET2uDZpL \^SL Zhe
Jis{k$4 ]OZZPo 使用批处理文件执行仿真 punc'~ AS`0.RC-
K^?yD K)$.0S9d 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 7qA);N
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5gZ0a4 Z'<=06 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ymXR#E Fgxh?Wd9
Qpiv,n 参数扫描 - 变化单个参数 j(6:
&$jg *Kr 8e)k5[\m •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 BIDmZU9tL •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 '(Uyju= •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 d|]F^DDuI r Y|'<$wvg
#*#4vMk< 参数扫描 - 变化单个参数 6%C:k,Cx{d LslQZ]3MY •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。 g}|a- ui`xgR\6Rh
75wQH* Qbfm*JP~ 参数扫描 - 变化多个参数 kmNY
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1 *RUB`tEL •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 8,=Ti7_ •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 b*qkox;j •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。 g$kK)z Mkko1T=6
?(>7v[=iT #nX0xV5= 参数扫描 - 变化多个参数 <%<}];bmFL $&EZVZ{r jii2gtu'U *ZyIbT •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 a-x8LfcbF ~ygiKsD6b
KMhoG.$Ra VXZd RsV8T 多配置仿真 t#MU2b |^C?~g
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k 在多个配置中变化单个参数 U# Y?'3 : qi`*4cas*A •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。 *:\-:* •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 wJ1qJ!s@ •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。 yopEqO Lg|j0-"N
MA.1t huWUd)Po% 在多个配置中变化单个参数 )9##mUt'} Vm_y,;/(-R •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。 ].pz
)"|'= fC.-* r 具有多个配置的参数优化 K:z|1V G~a;q+7v'$ WTA0S}pT •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。 91E!4t}I •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(Zux8l I|m fr{
5ap}(bO •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。 g~h`wv' ]x:>~0/L
(3 8.s:- <5@+:7Dv 文件信息 H&[ CSc TGdD7n&Ehh
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