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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 Y;)dct  
&R$CZU  
因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 i,|0@Vy  
STglw-TC\  
ua OKv.%  
yB3;  
工作流程概述 P) uDLFp]  
a&k_=/X&  
l27\diKPJ  
.cR -V`  
MATLAB UThB7(O,  
- 批处理模式文件的交互式访问 rY p3(k3  
- 外部数学函数和工具 W$'R} L  
CT\;xt,S  
JICawj:I  
批处理模式文件 - 执行仿真 Gdg)9  
- 光学参数和仿真结果存储 l9Q(xuhv  
de]zT^&C  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 !sRngXCXk?  
Qjnd6uv{I  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 9m-)Xdoy  
(4@lKKiU%H  
~h"/Tce  
.7 asW(  
创建批处理模式文件  `juLQH  
1RKW2RCaW_  
l?iSxqdT  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 7t?*  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 yi^b)2G  
- parameters.xml [|~2X>  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 }@+NN ?P  
- sample_batch.bat .0G6flD   
包含要执行的命令的批处理文件 ~Xlrvb}LP  
- system.os _Cw:J|l.  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) '&99?s`u  
TM8 =U-A  
A!vCb 8(TX  
%hN.ktZ/s  
修改批处理文件 cV-1?h63  
t |W)   
7n o5b] \  
>\ u<&>i  
使用批处理文件执行仿真 1G7b%yPA  
eh*6cQ.0  
_al|'obomy  
b.O9ITR  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) gq"k<C0  
nJ?^?M'F%  
T<-=nX  
|BZDhd9<{  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) H +bdsk  
OquAql:   
>O/ D!j|  
参数扫描 - 变化单个参数 )c/Fasfg[P  
XI Jlc~2  
];+#i"l  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 U Q@7n1  
•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。 qpJ{2Q  
•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。 pbHsR^  
}]UB;id'  
GO! uwo:  
参数扫描 - 变化单个参数 E^hHH?w+  
sP'0Sl~NU  
•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。 QIB>rQCceo  
2}vg U$a  
MYe HS   
'z=:[#b  
参数扫描 - 变化多个参数 %OcGdbs  
4*Z6}"  
:`vP}I ^  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 D~K;~nI  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 jx_4B%kzq  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
'[P}&<ie,  
MVv1.6c7Y  
aaWJ* >rJ  
r!N]$lB  
参数扫描 - 变化多个参数 C.!_]Pxs  
0m9ZQ O  
o[6y+<'o  
(3,.3)%`  
•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。 +UWU|:  
|f2A89  
#6S75{rnW"  
;eB ~H[S/  
多配置仿真 '3l$al:H^  
Y^ve:Z  
vC/[^  
cJ}QXuuUv  
在多个配置中变化单个参数 %NHYW\sKX  
yfjXqn[Z4  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 r@)A k  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 zz$q5[n  
•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。 R -elIp  
#'o7x'n^  
0??Yr  
;\)=f6N  
在多个配置中变化单个参数 ,qFA\cO*  
f!GHEhQ9  
•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。 dXu{p  
!)OB@F%U  
]= x 1`j  
具有多个配置的参数优化 aSnp/g  
|DG@ht  
\MYU<6{u  
•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。 0my9l;X   
•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。 7t(Y;4<2  
6517Km 4-  
}B!cv{{  
•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。 ?AsDk~3  
%JoxYy-  
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$-pbw@7  
文件信息 c]m! G'L_/  
A]y*so!)>  
0o/B{|rv  
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更多阅览 #Q6w+"  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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