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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 z{x -Vfd  
hSH-Ck@Qy  
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。 )-oNy-YL  
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工作流程概述 /2q%'"x(  
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7;{F"/A  
MATLAB jF8ld5|_|  
- 批处理模式文件的交互式访问 #'P&L>6 ;  
- 外部数学函数和工具 x1h!_^(QfF  
#oI`j q  
v\vn}/>*d  
批处理模式文件 - 执行仿真 :08UeEy  
- 光学参数和仿真结果存储 \D=B-dREq  
vvCGzOv  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置  VM`."un]  
Q@R8qc=*  
在VirtualLab中生成相应的光学设置  "(xu  
<U*d   
Y/gCtSF  
paY%pU  
创建批处理模式文件 >e%Po,Fg$  
Cpl)byb  
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•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 "2-TtQV!  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 IkkrnG8  
- parameters.xml n)yqb  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ( _2eiE71  
- sample_batch.bat u CXd% CzE  
包含要执行的命令的批处理文件 tH(Z9\L7  
- system.os U,N4+F}FR  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) cQjJ9o7  
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r\zK>GVm_  
0#G"{M  
修改批处理文件 M6>l%[  
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4'M#m|V  
使用批处理文件执行仿真 HhO$`YZ%>  
[0 $Y@ek[  
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KE_Ze\ P  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) N{'k ]&  
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Uvp?HZ\Z  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) <mxUgU  
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<]<50  
参数扫描 - 变化单个参数 pP .   
-v:Y\=[\  
/cg!Ap5  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 {VFp fo  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 ,xiRP$hGhh  
•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。 OA8pao~H  
R$\ieNb  
eWFlJ;=  
参数扫描 - 变化单个参数 W{%M+a[#l  
Gfvz%%>l  
•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。 ?FLjvmE9  
lm+wjhkN  
;J4_8N-  
,{%[/#~6  
参数扫描 - 变化多个参数 7M4iBk4I  
"/q6E  
\"Np'$4eu  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 OSBE5  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 ?VJ Fp^Ra  
•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。
f~53:;L/  
KS%,N _F<  
Uc/%4Gx   
Fax73vl|^a  
参数扫描 - 变化多个参数 !({[^[!  
^Tl|v'   
@+xQj.jNC  
v>,XJ7P  
•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。 qU}[( 9~Ru  
B%,0zb+-L  
V Bg\)r[  
Ay{4R  
多配置仿真 'RPe5 vB  
ej0q*TH.  
a+Z/=YUR  
H.YntFtD'  
在多个配置中变化单个参数 <h^vl-L>  
F: \CDM=lS  
•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。 #jnb6v=5v  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 lwV#j}G  
•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。 \E n^Vf  
Er{yQIi0L  
Eg ;r]?|6  
Cjw|.c`  
在多个配置中变化单个参数 um[.r,++  
[z/OY&kF  
•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。 &Y\`FY\   
0(]C$*~mk  
?(E$|A  
具有多个配置的参数优化 fi1tF/ `  
-(Yq$5Zc&  
%/4ChKf!VR  
•基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 i7iL[+f]Q  
•例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 @xmL?wz  
l@':mX3xd  
"zv?qS  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 T$SGf.-  
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"I u3&mc  
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文件信息 <5=^s%H  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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