使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 HrWXPac
A bWG}>{fj 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。 $OmcEd H&`p9d*(e
9:4P7 x-(?^g 工作流程概述 1&U'pp|T x>p=1(L 9akCvY#Q FHqa|4Ie MATLAB axonqSf - 批处理模式文件的交互式访问 'xvV;bi - 外部数学函数和工具 |&h!#Q{7l Su6ZO'[) }DY^a'wJ- 批处理模式文件 - 执行仿真 U~!97,|ic - 光学参数和仿真结果存储 rXo,\zI;u^ 31<hn+pE& VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 2lE {
P X*}S(9cg\i
在VirtualLab中生成相应的光学设置 Et# }XVCJ IeZ}`$[H ~ m,z| wF$8#= 创建批处理模式文件 G2
xYa$&][ RkP7}ZA; W~Eq_J?I •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 |o|0qG@g •在所选文件夹中,生成三个新文件 RR*z3i`PP - parameters.xml *.n9D 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 w9H%u0V? - sample_batch.bat 3[-L'!pOX3 包含要执行的命令的批处理文件 YmNBtGhT - system.os kc1 *@<L6 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) `b# w3 2 H:a(&Zb
[[LCEw _lu.@IX- 修改批处理文件 V)_mo/D!D |!flR? OU
"a>%tsl$K <?2[]h:wp 使用批处理文件执行仿真 i[T!{< 7f~.Qus
j""u:l^+x \; $j
"i& 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ft?J|AG '!b1~+PV
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<j_C 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) m7~kRY514 JY4 +MApN
]M-j_("& 参数扫描 - 变化单个参数 o3qBRT0[R ~eA7:dZLb g()YP •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 b:+.Y$%F- •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。 :>\ i •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。 r@/+ bmGIxBRq
PL%U 参数扫描 - 变化单个参数 j_j~BXhIS d+\o>x|Y!Y •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。 xbvZ7g^ "6FZX~]s!
1\$xq9 UQ}[2x(Kb 参数扫描 - 变化多个参数 Xt_8=Q 7:)= bd5\Rt •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 bLhTgss]( •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 kD8$ir'UYG •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 wzwEYZN(q ^mv F%"g
*%=BcV+, *:{s|18Pj 参数扫描 - 变化多个参数 |A0BYzlVc idPx!
fe !ow:P8K? ,.A@U*j •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 1hp`.!3]H ,&e0~
{p[{5k 0 _kg<KD=P 多配置仿真 ]V0V8fU| B52n'.
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7Q 在多个配置中变化单个参数 U6cpj <:/Lap#D^ •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 q!iTDg*$ •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 DB%}@IW" •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。 nsn .8e]-^Z
[$M=+YRHMW -w' 在多个配置中变化单个参数 ,Ei!\U^) !iv6k~.e'2 •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。 $~7uDq
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H5 具有多个配置的参数优化 gxnIur) !]f80z abMB- •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。 E? lK(C •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。 1Hl-|n ~:FF"T>
3JYhF)G •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。 LV2#w_^I K*R
r=6N ZoZ 5Ve`j,`=< 文件信息 4Jn+Ot.,d F8H4R7
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