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infotek 2021-02-22 09:49

使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要 KR?;7*qF  
gnp.!-  
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。 =!\Nh,\eQ  
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工作流程概述 JG!B3^qB  
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1ubu~6  
x $LCLP#$H  
MATLAB OWvblEBF  
- 批处理模式文件的交互式访问 ^OY$ W  
- 外部数学函数和工具 :4{ `c.S  
>e Gg 1  
[edF'7La  
批处理模式文件 - 执行仿真 )O[8 D  
- 光学参数和仿真结果存储 @8W@I|  
6Ryc&z5  
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.W7>o,[w  
"uBnK!  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 r8m}B#W7  
p cLKE ZK  
pf8'xdExH)  
L~ &S<5?  
创建批处理模式文件 /4r2B. 91O  
( >}1t!1  
`:C1Wo^<  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 {-5)nS^_  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 ?AFb&  
- parameters.xml li*S^uSF  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 )q<VZ|V  
- sample_batch.bat Y(,RJ&7  
包含要执行的命令的批处理文件 B!&5*f}*  
- system.os .BP d06y  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) K28L(4)  
o CCtjr  
|<{SSA  
vC,FE )'  
修改批处理文件 #4AU&UM+i  
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使用批处理文件执行仿真 Ft>B% -;  
b()8l'x_|K  
g V]4R"/  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) R,T0!f  
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>)K3  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) P"7` :a  
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参数扫描 - 变化单个参数 a @? $#>  
nDn+lWA=g  
ytj});,>  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 w^L`"  
•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。 ~;(\a@ _  
•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。 $l ,U)  
q;AD#A|\  
R V#w 0 r  
参数扫描 - 变化单个参数 HP*)^`6X  
7Ydqg&  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 .EhC\QpP  
-(57C*#ap  
W<<G  'Km  
|e8A)xM]wC  
参数扫描 - 变化多个参数 O[Z$~  
VsA_x  
_U}|Le@ e  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 :/6:&7s  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 =F[M>o  
•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。
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-~.+3rcZ]  
参数扫描 - 变化多个参数 =)y$&Ydj  
G,A?yM'Vw  
e[k\VYj[  
J*g<]P&p0  
•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。 4=q4_ \_T  
wPghgjF{  
em'3 8L|(  
L e~D"d8  
多配置仿真 OY"BaSEOw}  
PM*lnd#J  
g?1bEOA!  
(6[<+j&.  
在多个配置中变化单个参数 LZ#A`&qUd  
2s2KI=6  
•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。 )cN=/i  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。  V13^SVM  
•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。 aQhT*OT{Q  
H|s Iw:  
%.[AZ>  
!h&h;m/c  
在多个配置中变化单个参数 5UL5C:3R9  
Xj?LU7  
•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。 L_Z`UhD3{  
TbMlYf]It  
R "W=V  
具有多个配置的参数优化 {w>ofyqfp&  
E#w2'(t  
%Y`)ZKh  
•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。 *[nS*D\:  
•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。 cL %eP.  
-}qay@cDt  
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•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。 ~O;?;@  
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文件信息 n-9X<t|*?a  
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更多阅览 ^sZHy4-yK#  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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