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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 o+T, O+i  
MgQb" qx  
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。 DP &*P/  
n{z!L-x^b  
m$^v/pLkM  
Nk$OTDwP  
工作流程概述 6hf6Z 3  
Ft 2u&Rtx  
6z1>(Za7>  
I~>Ye<g#  
MATLAB 0 t0m?rVW  
- 批处理模式文件的交互式访问 aeTVcq  
- 外部数学函数和工具 zy@ nBi^  
6$\'dkufQ  
j<-YK4.t  
批处理模式文件 - 执行仿真 $McbVn)~f  
- 光学参数和仿真结果存储 )uH#+IU  
)C#b83  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 e/y\P&"eI  
Y2P%0  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 9>[ *y8[:0  
??? ;H  
nCdxn#|  
s)V<dm;T  
创建批处理模式文件 [UYE.$Y#(  
7Ezy-x2h  
Hge0$6l  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 hD>cxo  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 6e :#x:O  
- parameters.xml 8G|kKpX  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 >jg"y  
- sample_batch.bat rI;tMNs  
包含要执行的命令的批处理文件 sB%QqFRP  
- system.os uxD$dd?  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) &265 B_'D  
-gy@sSfvkv  
Eh|v>Yew  
9*j$U$:'  
修改批处理文件 okQ<_1e{  
;wj8:9 ;  
cP`[/5R  
NVq3h\[X  
使用批处理文件执行仿真 45$F cK  
Z-rHYfa4  
Gil mJ2<  
F4 :#okt  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) !5=S 2<UX  
nx'Yevi0$  
[W*Q~Wvp  
~SR9*<  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) \ 3HB  
y#)ad\  
[X\~J &kD  
参数扫描 - 变化单个参数 l"1at eM3  
M Qlx&.>  
vC>8:3Z aq  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 K%RjWX=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。 e)A-.SRiO$  
•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。 kNrN72qg  
0`%Ask  
Z@ QJ5F1y  
参数扫描 - 变化单个参数 Eu1t*>ZL  
GLE"[!s]f  
•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。 ,RIC _26  
QeNN*@ ='i  
Gsa~zGN  
TIYo&?Z)  
参数扫描 - 变化多个参数 \S[I:fw#&  
b,):&M~p  
6Us*zKgW  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 ?$Jj^/luD  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 5!*@gn  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
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O 6Mxp -  
参数扫描 - 变化多个参数 [ F7ru4"{  
'4]_~?&x  
<%GfF![v  
zyPc<\HoK  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 m*H' Cb  
tiQeON-Q_  
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cyPJ( &;  
多配置仿真 32x[6"T  
ZYo?b"6A  
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$ n"*scyI  
在多个配置中变化单个参数 z6x`O-\  
ViYfK7Z  
•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。 T3,}CK#O   
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 "^NsbA+  
•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。 jHQnD]Hr  
KuJNKuHa.  
Z,1b$:+  
z[+Sb;  
在多个配置中变化单个参数 ,4H/>yPw  
B<\HK:%{  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 8KMo!p\i  
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$L"h|>b\o  
具有多个配置的参数优化 )];Bo.QA  
CRs@x` 5ue  
7^W(es  
•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。 &(X67  
•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。 Ge1b_?L_  
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•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。 {@ Z=b 5/P  
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文件信息 i !;9A6D  
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更多阅览 sf"vii,1A  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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