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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 w%f51Ex  
$+HS^m  
因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 Ky'\t7p u  
H=5#cPI#(^  
Xd 9<`gu  
t($z+ C<  
工作流程概述 uszMzO~  
B4;P)\ 2  
"4i_}  
>Y&o2zJy  
MATLAB u5dyhx7  
- 批处理模式文件的交互式访问 8\8%FSrc  
- 外部数学函数和工具 SlUt&+)  
,5Tw5<S  
&E8fd/s= k  
批处理模式文件 - 执行仿真 \( xQ'AQ-  
- 光学参数和仿真结果存储 Jl,\^)DSw  
DR#[\RzNI  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 W[j7Vi8v  
Q*AgFF%wn  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 v4wXa:CJ  
60Obek`  
<(-4?"1  
?GKm_b]JC  
创建批处理模式文件 Fgg4QF  
J'y*>dW  
Li\BRlebR{  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 %epK-q9[  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 z?8Sie  
- parameters.xml >zAI#N4  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 }D eW2Jp  
- sample_batch.bat ? /Z hu  
包含要执行的命令的批处理文件 +bK.{1  
- system.os f*SAbDE  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) "A?_)=zZ  
tY=n("=2  
4';tMiz  
L~FE;*>7  
修改批处理文件 XOy#? X/`  
5&r2a}K  
~L'}!' &.  
6gfdXVN5  
使用批处理文件执行仿真 TY|]""3 f9  
4&/-xg87(  
Yg#)@L  
? I}T[j  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ;G3{ e  
m H'jr$ ?  
-~h2^Oez  
GJqSNi}  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) L$x/T3@  
pz^"~0o5  
XI,F^K  
参数扫描 - 变化单个参数 8L 9;VY^Y  
$hO8 S=  
/kVy#sT|  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 6|LDb"Rvy  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 =k`(!r2"#  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 SJ7>*Sa(u$  
W^&t8d2  
.?S#DS )  
参数扫描 - 变化单个参数 ( L RX  
=fi.*d?$7  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 N &p=4  
>e-XZ2>Sj  
kZGhE2np  
qm]ljut  
参数扫描 - 变化多个参数 =4JVUu~Z  
P!YT{}  
PD/JXExK  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 ;{Z2i%  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 b<.+WkO  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
gYzKUX@  
3+ i(fg_  
Bdbw!zRR$  
Z^GriL  
参数扫描 - 变化多个参数 QTn-n)AE  
-U/& 3  
dnIBAe  
"F[VqqD  
•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。 At bqj?  
GF/p|I D  
;:$Na=  
&aF_y_f\  
多配置仿真 :Dr& {3>  
q75F^AvH  
SV\x2^Ea0  
` chf8  
在多个配置中变化单个参数 1  yzxA(  
Rthu8NKn  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 l E&hw  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 E$ngmm[  
•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。 A|>C3S  
o"]eAQ  
\W( p)M  
93!a  
在多个配置中变化单个参数 VUnEI oKM  
SY$%!! @R  
•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。 Kq S2  
V.-?aXQ*  
yav)mO~QU6  
具有多个配置的参数优化 E%;'3Qykva  
FI/YJ@21  
yCkm|  
•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。 | 5L1\O8#  
•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。 8uGPyH  
7YN)T?  
M|v.5l#   
•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。 h#n8mtt&i  
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