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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 l-$uHHyu*  
;kJA'|GX  
因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 LJTQaItdqJ  
D^;*U[F?  
~w;]c_{.b  
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工作流程概述 A &9(mB  
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MATLAB #vqo -y7@  
- 批处理模式文件的交互式访问 @IP)S[^' t  
- 外部数学函数和工具 "h7tnMS  
n7YEG-J  
^+9sG$T_EV  
批处理模式文件 - 执行仿真 rUjdq/I:Z  
- 光学参数和仿真结果存储 ZB[Qs   
J!*/a'Cv  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 LR,7,DH$9'  
EIf ~dOgH  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 CCGV~e+  
PSmfiaThwo  
_ZAchzV  
=_8Tp~j  
创建批处理模式文件 @i3bgx>_o  
" uPy,<l  
M#@aB"@J>  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 .\qj;20W  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 7gS1~Q4\V2  
- parameters.xml 1]T`n/d V  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Sj(F3wY  
- sample_batch.bat M}hrO-C  
包含要执行的命令的批处理文件 w_iamqe,  
- system.os -gz0md|Y  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) =[<m[.)i  
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修改批处理文件 2`= 6%s  
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Ut)r&?  
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使用批处理文件执行仿真 r CRgzC  
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d= ]U_+  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) SgE/!+{  
BXUF^Hj%  
oT|m1aGE  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 2PSTGG8JV  
- n6jG}01b  
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参数扫描 - 变化单个参数 y/@iT8$rp  
sst,dA V$  
<Jp1A# %p  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 #rYENR[  
•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。 |@o6NZ<9N  
•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。 ;S/7 h6  
i3 )xX@3  
-&[z\"T  
参数扫描 - 变化单个参数 !|m9|  
tO.$+4a  
•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。 <V_7|)'/A  
RwTzz] M  
czBi Dk4  
Pcu|k/tk  
参数扫描 - 变化多个参数 ]R_G{%  
/CT(k1>  
chAan~r[*  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 |Zq\GA  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 <kD#SV%"  
•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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参数扫描 - 变化多个参数 h#3m4<w(9  
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a`Z{ xme =  
%3a|<6  
•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。 T0FZ7  
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Qm);6X   
多配置仿真 =2oUZjA  
~|) 9RUXr>  
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在多个配置中变化单个参数  ]R Mb,hJ  
mTEVFm  
•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。 'H=weH  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ~5t?C<wo  
•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。 $ly0h W  
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在多个配置中变化单个参数 v>WB FvyD  
+?e}<#vd'?  
•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。 YhgUCF#  
v"k 4ATWP  
9oq)X[  
具有多个配置的参数优化 La}o(7 =s  
*:QXz<_x+  
2xmT#m  
•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。 UpeQOC  
•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。 YZ[%uArm  
0QR.   
;? 8Iys#  
•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。 fSV5  
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文件信息 ;Prg'R[o;  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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