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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 V,& OO  
b=sY%(2s  
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。 \@h$|nb  
:F[s  
:,qvqh][  
vA6onYjA  
工作流程概述 Hq>hnCT  
M(\{U"%@?  
0x*|X@ 6\  
\BfMCA/  
MATLAB ,vMAX?c  
- 批处理模式文件的交互式访问 JP( tf+  
- 外部数学函数和工具 +zDRed_]=_  
iYYuZ.  
2PeMt^  
批处理模式文件 - 执行仿真 bxO/FrwTj{  
- 光学参数和仿真结果存储 1Lje.%(E.  
}|8^+V&  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 qG~6YCqii  
%52x:qGa  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 rk;]7Wu  
 o4yl3o  
:,$"Gk  
;{R;lF,  
创建批处理模式文件 @}PX:*c  
()t~X Q  
!L9]nO 'BL  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 :?ZrD,D  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 _e8v12s  
- parameters.xml >hG*=4oh  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 u+6D|  
- sample_batch.bat GCr]x '  
包含要执行的命令的批处理文件 5f0g7w =-  
- system.os tV pXA'"!x  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) KMqGWO*  
q&6|uV])H  
WLVkrTvX  
hG<[F@d  
修改批处理文件 v}AjW%rB  
WL,2<[)Ew  
;0 +Dx~  
'T qF}a7  
使用批处理文件执行仿真 Xnh&Kyz`v  
- 3PLP$P  
hz<TjWXv'  
j5/|1N  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) !OPHS^L  
O/(vimx.#F  
h|Qb:zEP,  
Ii/{xVMD  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 1BEc"  
Ijz*wq\s;  
Sj/v:  
参数扫描 - 变化单个参数 @ %q>Jd  
b&_Ifx_YF  
o >yXEg  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 k*,+ag*j  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 NN+;I^NqW&  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 %`lJAW[  
&{qKoI]  
{wz_ngQ  
参数扫描 - 变化单个参数 1#+|RL4o  
F)imeu  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 XUUP#<,s  
r>*+d|c 4  
HKO]_; :(  
SH8zkAA7u}  
参数扫描 - 变化多个参数 v7#|%  
=_@) KWeX$  
FQ47j)p;  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 tW-[.Y -M,  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 x`IWo:j  
•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。
}ksp(.}G  
q j9q   
BE~-0g$W  
$[7/~I>m  
参数扫描 - 变化多个参数 Wy-y-wi:p  
yUxz,36wZ  
ouFKqRs;  
j]R[;8g  
•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。 gsa@ci  
dmLx$8  
gnxD'1_  
\>n[x; $  
多配置仿真 VUHf-bKl  
cyabqx  
2:nI4S  
{7%HK2='  
在多个配置中变化单个参数 f:~$x  
@B(E&  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 =43NSY  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 15aPoxo>  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 Bx$?*y&f!v  
-F3~X R  
uf (_<~  
Z d@B6R  
在多个配置中变化单个参数 Q0x?OL]A  
UVgSO|Tg  
•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。 -O-?hsV)y  
Rxlv:  
a{rUk%x  
具有多个配置的参数优化 !u  .n  
kDM?`(r  
aU[!*n 4Ux  
•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$F~!aj9  
•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。 w8J8III\~  
H/;AlN|!  
'Yc^9;C(  
•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。 p T z]8[^  
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y"U)&1 c%  
文件信息 elpTak@  
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