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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 8{^kQ/]'|  
ha]VWt%}  
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。 8'HEms  
BtkOnbz8X  
Ua:}Vn&!  
KLST\ Ln:  
工作流程概述 cuax;0{%  
g];!&R-  
p $S*dr  
l!D}3jD  
MATLAB g2+2%6m0  
- 批处理模式文件的交互式访问 c[0}AG J  
- 外部数学函数和工具 qU \w=  
Vr3Zu{&2  
p*XANGA  
批处理模式文件 - 执行仿真 .Y tKS  
- 光学参数和仿真结果存储 ROH|PKb7  
)3cAQ'w  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 j*|VctM  
$o+j El>  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 zYH&i6nj  
tH!]Z4}u  
2=*H 8'k  
1KU! tL  
创建批处理模式文件 ;YaQB#GK%  
tHU2/V:R  
Ki;*u_4{  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Akq2 d;  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 ) ;EBz  
- parameters.xml 1.}d.t  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 { a =#B)6  
- sample_batch.bat mVj9, q0  
包含要执行的命令的批处理文件 s n8Qk=K  
- system.os akmkyrz'&  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) D(~U6SR  
xB@ T|EP  
p/ ,=OaVU  
C"y(5U)d  
修改批处理文件  0HZ{Y9]  
})'B<vq  
b!+hH Hv:  
8=!D$t\3  
使用批处理文件执行仿真 Lc}LGq!  
n'"/KS+_  
&5>Kl}7  
EfqX y>W  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) rjK%t|aV^  
@ JGP,445  
F/ ]2G^-  
2_>N/Z4T  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ~?l | [  
Jx:Y-$  
QRw"H 8nW  
参数扫描 - 变化单个参数 ."g`3tVK  
}H53~@WP>  
r-,%2y?  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 gM&{=WDG6  
•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。 Usvl}{L[  
•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。 :'Vf g[Uq  
td$E/h=3  
<|HV. O/!  
参数扫描 - 变化单个参数 _YRFet[,m  
 8$=n j  
•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。 H8=N@l  
/l3V3B7  
-abt:or  
nkPh,X\N0  
参数扫描 - 变化多个参数 [+Iz@0q  
Q3'llOx  
6bg ;q(*7  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Dm981t>wL  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 PrqlTT}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。
Lj({[H7D!  
cZ,b?I"Q%  
!|(-=2`  
$ Gf(38[w  
参数扫描 - 变化多个参数 2Ah#<k-gC;  
&C_j\7Dq  
3Tcms/n  
j^*dmX  
•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。 g&L!1<, p  
+Ze} B*0  
M-VX;/&FR  
b`Zx!^  
多配置仿真 L(6d&t'|-R  
AYBns]!  
&ANf!*<\E  
.^`{1%  
在多个配置中变化单个参数 `v!urE/gg%  
<_L,t 1H{  
•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。 :U|1xgB  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 LE Nq_@$  
•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。 w{8xpAqm  
DeVv4D:}@  
J3V= 46Yc  
tAd%#:K  
在多个配置中变化单个参数 LVM%"sd?  
dlh)gp;  
•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。 >b}o~F^J  
g{)dP!}  
?FZ HrA  
具有多个配置的参数优化 K!%+0)A  
gx/,)> E.  
QE+g j8  
•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]tlL  
•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。 bSlF=jT[S  
+.PxzL3?  
d'gfQlDny  
•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。 HVCe;eI  
h+H%?:FX  
.NC!7+1m  
9<?M8_  
文件信息 M] %?>G  
9rX&uP)j^#  
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t>RY7C;PuS  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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