使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 ZDb`]c4( LgaJp_d>9* 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。 <L`R!} v6rw.
s.~SV" {tM D*?C[6 工作流程概述 X4TUi8ht!] 3aOFpCs|# md_Ld
/ *Dn{MD7,M MATLAB AE$)RhY` - 批处理模式文件的交互式访问 lojn8uL - 外部数学函数和工具 ^KlOD_GN| i||YD-hkK zf!c 批处理模式文件 - 执行仿真 "~
`-Jkm - 光学参数和仿真结果存储 Gnw>%f1@u q8D1MEBL` VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 Yv;aQF"a O~S}u
在VirtualLab中生成相应的光学设置 w.3R1}R V+8+ 17^ ^Nu} HcC+ }dxdxnVt 创建批处理模式文件 h;lnc|Hw `Ctj]t %{{#Q]]& •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 `7j,njCX. •在所选文件夹中,生成三个新文件 '71btd1 - parameters.xml k (R4-"@ 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 i!iODt3k - sample_batch.bat
Bb o* 包含要执行的命令的批处理文件 \Q$);:=qQ - system.os vfm-K;,# 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) HfF$>Z'kM $X?V_K;9/
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Uo8 mvw:E_ 修改批处理文件 d?K8Ygz IlrmXSr
Dmw,Bi* x:x QXjJ 使用批处理文件执行仿真 7jPmI m|k,8guG
X}yYBf/R` $Yka\tS' 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) $CmTsnR1#y GyCpGP|AZ
_e'mG'P( x#^kv) 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ka*UyW} QKO(8D 6+
:-Pj )Y{I 参数扫描 - 变化单个参数 g9XtE D.!4i.)8} E;sltl •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 8n)Q^z+
K •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 NO$Nl/XM •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。 IFY!3^;zO
]Oy<zU
5f5ZfK3<i 参数扫描 - 变化单个参数 >W<5$ .G U*@_T 3N •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。 }dz(DPd J\V(MN,
=Vs<DO{|4q JF
gN 参数扫描 - 变化多个参数 Pz 'Hqvd J[l K J$;)TI •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 7h2bL6Y88 •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。
T!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。 9:>K!@ rx/6x(3
5glGlD6R (R-Q9F+; 参数扫描 - 变化多个参数 =Ug_1w 0=B5
=qyw l&B'.6XKs GLyh1qNX •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。 qZh~Ay6I 9x!y.gx
bed+Ur& '_)tR;s 多配置仿真 @Hh"Y1B i"xDQ$0G6
OT i3T1& "puz-W'n 在多个配置中变化单个参数 gwJu&HA/ z3]U%y(, •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。 _=5ZB_I •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 F S:WbFmc •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。 3iw9jhK!W $nn5;11@gY
Z.pw!mu" 7w, FA 在多个配置中变化单个参数 x(=x;X$[^ LS'=>s" •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。 'QF>e
7g9 ^Jn RZA\-?cO) 具有多个配置的参数优化 #9OP.4 gN~y6c:N EB<q. •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。 G,*s9P]1 •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。 R:?vY! 46Nf|~
#LJ-IDuF! •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。 VWt'Kx" ;!?K.,N:N
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G9 - Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python !`o:+Gg@ om?CFl _`>7
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