使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 \Im\*A j8ohzX[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。 LBiv]3 f>, Qhl
0o^#Fmuz Al-%j- j@- 工作流程概述 =[tls^ lDX&v$ Kt&$Si { P\8g8 MATLAB f'?6D+Yw~ - 批处理模式文件的交互式访问 ~sU!
1 - 外部数学函数和工具 5yN8%_)T 6@_@nlA<1 6w`}+3 批处理模式文件 - 执行仿真 (k2J{6] - 光学参数和仿真结果存储 4`'BaUU( A1 s=;qr VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 @x>$_:] Q17o5##x7
在VirtualLab中生成相应的光学设置 1 0Tg> H '>lPq tdZ R.WsC bU L|xen*O 创建批处理模式文件 +\(ay"+ d @ 6V H% #o |&MV_j •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 ~9>[ U%D •在所选文件夹中,生成三个新文件 OD!CnK - parameters.xml QT&Ws+@
s{ 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 !Pjg&19 - sample_batch.bat hq[gj?P 包含要执行的命令的批处理文件 kG7,1teMk - system.os Y`_X@Q 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) GWE0 UO} v]Q_
lp%.n= '\ ?%fZvpn - 修改批处理文件 iI Nu`>I 'L+BkE6+%
ALieUf gm\o>YclS 使用批处理文件执行仿真 O0*L9C/Q L-:L=
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o0+BQ&A)s* <XcMc<h~ 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) W[Ew6)1T F^bQ-
G#n)|p c]v3dHE_h 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) bFxJ| v^I %Wm
*RE-K36m|u 参数扫描 - 变化单个参数 SIVLYi nKJ7K8) bRe *( •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 W>s9Mp •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。 ~W2&z]xD •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。 bh6wI%8H ,
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dC|#l?P 参数扫描 - 变化单个参数 |}.B!vg(4 .wOLi Ms •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。 gbv[*R{<% naCI55Wx
G9":z| s31_3?Vdf, 参数扫描 - 变化多个参数 hg/&[/eodm 9NXiCP9A (mr`?LI} •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 l'8TA~ •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 Sq]1SW3
•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。 &{{f|o=u. ;pK"N:|
j?) `VLZ QjbPBk Q 参数扫描 - 变化多个参数 ##ea-"m8 fx"+ZR `l#$l3v+ #{cpG2Rs •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 T>o# *{qn {!bJ.O
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[zd-=.:+M[ 多配置仿真 UimZ/\r zQfxw?~A
KTJ$#1q +6-!o,( 在多个配置中变化单个参数 YAG3PWmD 2~'quA •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。 zXPj7K* •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 +34jot.! •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。 D4-U[l+K> :m)?+
0t0:soZx ;$;/#8`> 在多个配置中变化单个参数 dAt[i\S a-5$GvG •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。 bx6}zkf&
m,q<R1 WF0>R^SpZ 具有多个配置的参数优化 U2u>A
r .H.v c_/ m<ruFxY •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。 7[ji,.7 •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。 AtYYu rnaDo\5
}'-
) •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。 =MLL-a1 [!
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