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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 C(|5,P#5  
m4wTg 8LJ  
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。 ^BX@0"&-  
;NeP&)Td  
`W n5 .V  
1}E@lOc  
工作流程概述 H@ms43v\  
bl?%:qb.V  
h.;CL#s  
jPNfLwVkl:  
MATLAB ?ljod6  
- 批处理模式文件的交互式访问 \cP'#jZz  
- 外部数学函数和工具 q'U5QyuC  
b H_pNx81  
8M9\<k6  
批处理模式文件 - 执行仿真 0s""%MhFI  
- 光学参数和仿真结果存储 Ch9!AUiR  
Z3>xpw G  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 vCSB8R  
!<zzP LC  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 \{zAX~k6  
f<:U"E.  
D(6x'</>?  
uO(guA,C  
创建批处理模式文件 V55J[s*6!  
c dbSv=r  
N%A`rY}u  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 7&1~O#  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 5MY}(w  
- parameters.xml l\;mP.!  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 <>i+R#u{  
- sample_batch.bat *P R_Y=v%  
包含要执行的命令的批处理文件 -wQ^oOJ  
- system.os #S%Y; ilq  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) *X l<aNNx  
p <=%  
!u { "] T:  
\41)0,sEy  
修改批处理文件 J.mewD!%z  
Z3So|M{v  
YB B$uGA  
rk,1am:cg  
使用批处理文件执行仿真 R:OU>HsdX  
$l,Zd6<1q  
O| J`~Lk  
Lp`<L-s  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) Cz@FZb8  
/;NE]{K  
M2E87w  
2Uv3_i<  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) d&T6p&V$  
[AX"ne# M*  
dH2]ZE0V  
参数扫描 - 变化单个参数 fb"J Bc}X  
8| e$  
xR|eyeR  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 Wda\a.bXT  
•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。 e(w/m(!Wny  
•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。 $FQcDo|[  
+*_fN ]M  
_TOi [G T  
参数扫描 - 变化单个参数 dmaqXsU8q  
}kCn@  
•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。 }or2 $\>m  
i6F:C &.  
#5-A&  
a#Kmj 0  
参数扫描 - 变化多个参数 GL 5^_`n  
VXkAFgO  
7.$]f71z  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 0ck&kpL:9  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 X"k^89y$  
•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。
Bzu(XQ  
hg&w=l  
a*6wSAA )  
dqD;y#/  
参数扫描 - 变化多个参数 D(qHf9  
jy!f{dsC  
NqT1buU#  
MOP]\ypn  
•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。 z[qdmx^  
7sud/*+F  
TZh\#dp4l  
(|<h^] y3  
多配置仿真 tg7C;rJ  
-_2Dy1  
qSEB}1  
M)"]$TM  
在多个配置中变化单个参数 6%ZHP?  
1 [fo'M  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 #)_J)/h  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 k;;nE o~6  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 >`hSye{  
#D`S  
s?^,iQ+tp  
|.b%rVu  
在多个配置中变化单个参数 >oft :7p  
M'cJ)-G  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 a9#W9eP  
yy1>r }L  
M8 iEVJ  
具有多个配置的参数优化 bbd0ocva  
j7@!J7S  
cs K>iN  
•基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 Z$!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。 OM20-KDc5  
v[R_S  
_&W0e}4  
•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。 iD%qy/I/  
'1CD- Bu  
z@!^ow)`J  
i^je.,Bi  
文件信息 *I:mw8t  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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