使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 8{^kQ/]'| ha]VWt%} 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。 8'HEms BtkOnbz8X
Ua:}V n&! KLST\Ln: 工作流程概述 cuax;0{% g];!&R- p$S*dr l!D}3jD MATLAB g2+2%6m0 - 批处理模式文件的交互式访问 c[0}AGJ - 外部数学函数和工具 qU \w=
Vr3Zu{&2 p*XANGA 批处理模式文件 - 执行仿真 .YtKS - 光学参数和仿真结果存储 ROH|PKb7 )3cAQ'w VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 j*|VctM $o+j
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 zYH&i6nj tH!]Z4}u 2=*H 8'k 1KU!
tL 创建批处理模式文件 ;YaQB#GK% tHU 2/V:R Ki;*u_4{ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Akq2 d; •在所选文件夹中,生成三个新文件 ) ;EBz - parameters.xml 1.}d.t
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 {a =#B)6 - sample_batch.bat mVj9 ,q0 包含要执行的命令的批处理文件 s
n8Qk=K - system.os akmkyrz '& 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) D(~U6SR xB@ T|EP
p/ ,=OaVU C"y(5U)d 修改批处理文件 0HZ{Y9] })'B<vq
b!+hH Hv: 8=!D$t\3 使用批处理文件执行仿真 Lc}LGq! n'"/KS+_
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y>W 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) rjK%t|aV^ @JGP,445
F/]2G^- 2_>N/Z4T 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ~?l |
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QRw"H 8nW 参数扫描 - 变化单个参数 ."g`3tVK }H53~@WP> r-,%2y? •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 gM&{=WDG6 •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。 Usvl}{L[ •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。 :'Vf
g[Uq td$E/h=3
<|HV. O/! 参数扫描 - 变化单个参数 _YRFet[,m
8$=n j •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。 H8=N@l /l3V3B7
-abt:or nkPh,X\N0 参数扫描 - 变化多个参数 [+Iz@0q Q3'llOx 6bg
;q(*7 •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Dm981t>wL •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 PrqlTT}Px •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。 Lj({[H7D! cZ,b?I"Q%
!|(-=2` $ Gf(38[w 参数扫描 - 变化多个参数 2Ah#<k-gC; &C_j\7Dq 3Tcms/n j^*dmX •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。 g&L!1<,
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M-VX;/&FR b`Zx!^ 多配置仿真 L(6d&t'|-R AYBns]!
&ANf!*<\E .^`{1% 在多个配置中变化单个参数 `v!urE/gg% <_L,t 1H{ •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。 :U|1 xgB •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 LENq_@$ •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。 w{8xpAqm DeVv4D:}@
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46Yc tAd%#:K 在多个配置中变化单个参数 LVM%"sd? dlh)gp; •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。 >b}o~F^J
g{)dP!} ?FZ HrA 具有多个配置的参数优化 K!%+0)A gx/,)> E. QE+g
j8 •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。 `,(4]tlL •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。 bSlF=jT[S +.PxzL3?
d'gfQlDny •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。 HVCe;eI h+H%?:FX
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4 - Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python C
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