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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 6o&{~SV3  
fRJSo%  
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。 -\yaP8V  
ZWW:-3  
Owalt4}C  
Ftj3`Mu  
工作流程概述 '3eP<earRP  
( B$;'U<  
|r5|IA  
bU1UNm`{C  
MATLAB Bsw5A7,-  
- 批处理模式文件的交互式访问 ,WbO8#z+  
- 外部数学函数和工具 BuI&kU,WY  
EKf"e*|(L  
*nDyB. (  
批处理模式文件 - 执行仿真 HS| &["  
- 光学参数和仿真结果存储 =x}27f%-Mg  
6R5) &L  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 (`gqLPx[  
kc `Q- N}  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 <R}(UK  
^r73(8{)  
mY2 Ubn*  
y1^<!I  
创建批处理模式文件 5SFeJBS  
d}%GHvOi  
~h?zK 1  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 y!fV+S,  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 NMmk,  
- parameters.xml cEO g  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 9)s=%dL  
- sample_batch.bat xlkEW&N&  
包含要执行的命令的批处理文件 HgE^#qD?  
- system.os 30g-J(Zg  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) e.n&Os<|<  
21M@z(q*  
~j",ePl  
%0@Jm)K^  
修改批处理文件 '~%1p_0dq  
RvvK`}/6  
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?%(8RQ  
使用批处理文件执行仿真 e?3 S0}  
rC}r99Pe:x  
W1M<6T.{7  
c&IIqT@Gb0  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) z#GZvB/z)  
v7T05  
JadXdK=gE  
&V$_u#<  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) yb56nd  
Af1mTbf=  
BftW<1,U^  
参数扫描 - 变化单个参数 =l&7~  
dGMBgj  
>%x7-->IB  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 0RN]_z$;H  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 =K~<& l8  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 B<J} YN  
su>GeJiPW  
p E lF,Y  
参数扫描 - 变化单个参数 6:i{_YX(.S  
xq- R5(k  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 |"?0H#  
]re1$ W#*  
|7 ]v&?y  
l4u_Z:<w  
参数扫描 - 变化多个参数 ZGf R:a)wc  
.&=nP?ZPC6  
oOUL<ihe?  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 6MvjNbQ  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 SwpS6  
•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。
Tn< <i  
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9'faH  
L,M=ogdb  
参数扫描 - 变化多个参数 QI'ule  
D/^yAfI  
.z4 fJx  
s'qd%JxD  
•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。 O@6iG  
#S)+eH  
d5T M_ C  
ozwPtF5  
多配置仿真 0sM{yGu=,  
FJomUVR.  
X|fl_4NC>  
\/J>I1J  
在多个配置中变化单个参数 Fy37I/#)r&  
q">lP (t  
•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。 / E}L%OvE  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 0Am&:kX't  
•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。 s.`:9nj  
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~x^E kE  
k#X~+}N^  
在多个配置中变化单个参数 }vzP\  
I ,8   
•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。 zrVw l\&  
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~Gm<F .(+  
具有多个配置的参数优化 wd*8w$\  
w#mnab@  
  @a2n{  
•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。 p^QZGu-.W  
•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。 9oBK(Sf@^  
~A^E_  
~SUrbRaY>  
•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。 }#):ZPTs  
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文件信息 " E+V >V+  
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更多阅览 HXV4E\JA  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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