使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 W8NA. 5w1[KO#K| 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。 ex+AT;o ;LE
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-JENY|6 o?FUVK 工作流程概述 Sh6Cw4 R `C?OAR44 \pGO}{3e* |pR$' HO MATLAB !S-U8KI| - 批处理模式文件的交互式访问 U9 *2< c - 外部数学函数和工具 2oG|l!C XE*bRTEw !VZj!\I 批处理模式文件 - 执行仿真 CM1a<bV< - 光学参数和仿真结果存储 J"%}t\Q +:%FJCOT VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 r_E)HL/A
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 yWtr, 8k^y.B QJM!Wx+ 34kd|!e, 创建批处理模式文件 ]/Qy1, 1<`7MN |uBC0f •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 \Egc5{ •在所选文件夹中,生成三个新文件 m@u`$rOh - parameters.xml _ng= 5 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 +|YZEC
- sample_batch.bat "|*Kf# 包含要执行的命令的批处理文件 >1G*ya) - system.os jY+S,lD 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 8I0Tu ~!9Px j*
!gfhEzY WcO,4: 修改批处理文件 {b0&qV X6GkJ
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=e8L7_; |;m`874 使用批处理文件执行仿真 "IS^ajaq $YY)g$
Y*cJ4hQ `Uj?PcS_ 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ]~S+nlyd< `{lAhZ5
IKzRM|/ ]j2v"n 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) EQ63VF "Lq|66
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参数扫描 - 变化单个参数 =/JF-#n/MA |EV\a[ ~gWd63%8x •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 qJXsf M6 •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。 pNE\@U|4E •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。 vd7N&c9 fb.\V]K
h<'5q&y 参数扫描 - 变化单个参数 .A7tq 27E9NO= •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。 -N8cjr4l m_!vIUOz
k3>ur>aW v<3o[m q 参数扫描 - 变化多个参数 +iH30v q
X%vRf0 g2{H^YUN$_ •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 b?]ly( •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 f UF;SqT •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 fHe0W u@Cf*VPK
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参数扫描 - 变化多个参数 GtM(
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(bt%b Awa|rIM OVUs]uK •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 RHx+HBZ 71l"m^Z3zy
X(y kUg+I_j6* 多配置仿真 HLSfoQ&)v tSb?]J
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H\=LE 在多个配置中变化单个参数 8{G?92
{rN vdH+>l •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 [EmOA.6 •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ^5;vx •主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 p<HTJ0 ," C[Qg(
P^8^1-b nrTv=*tDj 在多个配置中变化单个参数 29Z!p2{hk 0\cnc^Z •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 5>ADw3z'
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L:L 具有多个配置的参数优化 H~[LJ5x aJ6#=G61l dNUR)X#e •基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 Bn~\HW\Lh •例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 C{UF~ 9u?)vR[@e
&r'{(O8$N •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。 /lLov. 1KTabj/C
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