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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 ]cVDXLj$  
EuImj#Zl  
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。 }^j8<  
.D\oKhV(  
FK`:eP{  
>Gk<a  
工作流程概述 rK`^A  
dQ9W40g1  
H)EL0 Kv/  
LZ.Xcy  
MATLAB u3E =r  
- 批处理模式文件的交互式访问 `%"x'B`mM  
- 外部数学函数和工具 \okv}x^L=Z  
Ei\>gXTH1-  
c_?^:xs:d  
批处理模式文件 - 执行仿真 #g0N/  
- 光学参数和仿真结果存储 noEl+5uY  
5 6.JB BZZ  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 :Ea|FAeK8  
uOy/c 8`  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 E)f9`][  
udIm}jRA"  
ZbjUOlE02  
b18f=<#  
创建批处理模式文件 DHx&%]r;D  
ZGsd cnz  
`Syfl^9B  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 a?8)47)  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 ,d&3IhYhD  
- parameters.xml )pT5"{  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 WBkx!{\z  
- sample_batch.bat (Z[c7  
包含要执行的命令的批处理文件 A'b$X1h  
- system.os n:) [ %on  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) N:k>V4oE  
5U4V_*V  
dv3u<XM~  
sP eTW*HeR  
修改批处理文件 }1~9i'o%Z  
DI2e%`$  
wvxz:~M  
3o/f, }_  
使用批处理文件执行仿真 VwZ~ntk  
;' vkF  
VP^Yf_  
Zv=pS (9  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) e@TwZ6l  
J5HK1  
[u2t1^#Ol  
8F`8=L NO  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) `BG>%#  
<OKc?[  
|UMm>.\'  
参数扫描 - 变化单个参数 g<M!]0OK  
svl!"tMXl  
"-dA\,G  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 TNA7(<"fV|  
•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。 3o?eUwI}  
•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。 >dm9 YfQ  
eI2HTFyT  
Q~svtN  
参数扫描 - 变化单个参数 udA@9a^;  
|m"Gr)Gm  
•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。 r hucBm  
E?P>s T3B  
RJerx:]  
g)r{LxT#+  
参数扫描 - 变化多个参数 Hv^Bw{"/R  
sCrP+K0D  
QSa#}vCp*  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Rk#'^ }  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 j=M%*`@  
•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。
R<6y7?]bZ  
6?KUS}nRS  
_0'X!1"  
rXD:^wUSc  
参数扫描 - 变化多个参数 H{=G\N{  
TaHcvjhR  
p!^K.P1 '  
u^{p' a'  
•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。 7I"~a<f0X`  
M kJBKS  
=d^hiR!GN  
~//E'V-  
多配置仿真 4}/gV)  
`VO;\s$5j  
L@6]~[JvP  
pInEB6L.P  
在多个配置中变化单个参数 t^YtP3`?b  
{%9@{Q'T.s  
•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。 $o5i15Oy.  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ZlMT) ~fM&  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 XL.f `N.O  
W7 Iy_>  
}k%6X@  
^ IuhHP  
在多个配置中变化单个参数 8&"Jlz |  
DH+kp$,}  
•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。 qwj7CIc(  
+<F3}]]  
dG5jhkPX  
具有多个配置的参数优化 $u~ui@kB  
8Z9>h:c1  
(E00T`@t0i  
•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。 "%^_.Db>|  
•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。 S8/~'<out  
"ckK{kS4~  
 AkS16A  
•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。 U.t][#<3  
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文件信息 H<i!C|AF  
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更多阅览 /}U)|6- B  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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