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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 *x_e] /}  
"pO** z$Z  
因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 {mY=LaS<  
O;$}j:;KF  
1)5/a5  
H vHy{S4  
工作流程概述 b'I@TLE')  
J3XG?' }  
@YVla !5O@  
&UVqF o  
MATLAB QRx9;!~b}  
- 批处理模式文件的交互式访问 zDBm^ s  
- 外部数学函数和工具 gH.$B'  
e:K'e2  
V+zn` \a  
批处理模式文件 - 执行仿真 WpOH1[ 8v  
- 光学参数和仿真结果存储 \TLfLqA  
a]J>2A@-I  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置  4&%E?_M  
oN)I3wO$  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 2V~uPZ  
0d$LUQ't  
VtMnLF Mw  
0>"y)T3   
创建批处理模式文件 %.wx]:o  
?BbEQr  
t~$8sG\  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 P~V ^Efz{  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 1ed^{Wa4$9  
- parameters.xml IpM"k)HR  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 WR u/7$8  
- sample_batch.bat : rudo[L  
包含要执行的命令的批处理文件 %TO&  
- system.os 3T>6Q#W5eO  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) ^F- 2tc  
(,|eE)+  
~+,ZD)AKi4  
'+GY6Ecg  
修改批处理文件 t0za%q!fK<  
1r5Z$3t\  
Zad>i w}  
4hYK$!"r  
使用批处理文件执行仿真 PP/#Z~.M  
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OB++5Wd  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 9ph>4u(R  
ZXf& pqmG  
=4L%A=]`  
?X\uzu  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) U lCw{:#F  
-=n!k^?lK  
A'"J'q*t  
参数扫描 - 变化单个参数 } Fli  
"D:?l`\o  
Ir(U7D  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 _,? xc"  
•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。 -FrK'!\  
•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。 of >  
R?dMM  
"*S_wN%  
参数扫描 - 变化单个参数 7W+{U0 2O  
9j}Q~v\  
•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。 fp`m>} -  
Pj*]%V  
QyrB"_dm  
a/rQ@c>  
参数扫描 - 变化多个参数 b(adM3MP  
PG @C5Rnu  
2Ky|+s[`[  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 L+mHeS l  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 ? :A%$T  
•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。
uLfk>&hc  
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7.+vp@+  
x]608I T  
参数扫描 - 变化多个参数 0IHAoV60  
{$7vd  
{cjp8W8hS  
0d89>UB-8q  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 kX*.BZI}C  
)EcfEym.>  
=AF;3  
] pv!Ll  
多配置仿真 rKTc 6h:)  
2+K - I  
OLGMy5  
@Hr1.f  
在多个配置中变化单个参数 m!(dk]  
M"Z/E>ne  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 tItI^]w2s  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 Ax9A-|  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 ?\<Kb|Q  
9U@>&3[v  
cK IA.c}N  
cet|k!   
在多个配置中变化单个参数 [vnxp/v/<  
r jnf30  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 gEmsPk,  
0&3zBL%Bo  
;0Ih:YY6  
具有多个配置的参数优化 0OnqKgf  
n8q%>.i7  
Y+EwBg)co  
•基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 &$h#9  
•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。 7p {2&YhB  
R#ya9GN{  
b8 6c[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。 J6nH|s8  
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Hx9lQ8  
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文件信息 "msPH<D  
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更多阅览 D e$K  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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