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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 \AD|;tA\vE  
|e&hm ~R1  
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。 7<F{a"5P  
sQ82(N7l  
dM5N1$1,  
?,!C0ts  
工作流程概述 !wjD6 NK  
vqwSOh|P9  
&<5oDdC  
%e=UYBj"  
MATLAB iM{aRFL  
- 批处理模式文件的交互式访问 YYd!/@|N5  
- 外部数学函数和工具 uo^tND4a;j  
S#Pni}JD  
7t/C:2^&  
批处理模式文件 - 执行仿真 'A#l$pJp7  
- 光学参数和仿真结果存储 MSS0Sx<f  
a#P{[  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 z Q11dLjs  
:YN,cId*  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 '.tg\]|  
4p/d>DTiM  
=MMSmu5!  
(fnp\j3w  
创建批处理模式文件 C5'#0}6i  
P:HmT   
Vg? 1&8>  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 @RI\CqFHR  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 Lc13PTz>>g  
- parameters.xml %3 $EV}dp  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 B3&`/{u  
- sample_batch.bat +S}/ 6dg  
包含要执行的命令的批处理文件 Qw/H7fvh&  
- system.os NT [~AK9M  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 7-MkfWH2b6  
g E;o_~  
o51jw(wO  
$r= tOD4;  
修改批处理文件 ."JtR  
6J%yo[A(w  
G>c:+`KS  
+`~6Weay  
使用批处理文件执行仿真 #R3|nL  
5KDN8pJN  
xsdi\ j;n>  
\#)w$O  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) A"~4|`W  
a/H|/CB 3  
JQ]A"xTIa*  
:Z5Twb3h  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) Eh&HN-&  
yMbg1+:   
nf9NJ_8}4H  
参数扫描 - 变化单个参数 c0u1L@tj  
8P3"$2q  
^5BQ=  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 0Wc8\c  
•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。 '?MT " G  
•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。 Ow4H7 sl  
%/Y;  
MF/@Efjn ]  
参数扫描 - 变化单个参数 JP*VR=0k?  
?hS&OtW   
•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。 1=Nh<FuQ  
Z. G<'  
jQrw^6C  
]:r6  
参数扫描 - 变化多个参数 V+&C_PyC  
#J09Eka;J  
w_]`)$9  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 eT6T@C](  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 j0+l-]F-  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
8rY[Q(]  
Cmj+>$')0  
$I }k>F  
r>ca17  
参数扫描 - 变化多个参数 _[t:Vme}v  
T.?}iz=ZEq  
5VR=D\j  
@UCr`>  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 kx31g,cf]w  
dcbE<W#ss  
WYXh1_nyk  
N(=Z4Nk5  
多配置仿真 R7ze~[oF  
e'0BP,\f_}  
H4"'&A7$  
"9bd;Tt:  
在多个配置中变化单个参数 FH7h?!|t  
r!e:sJAB.  
•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。 GLtd6;V  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 B Ms?+  
•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。 G3_HX<|f*  
]L{diD 2G  
yeqH eZ  
m;@8z[ ^5  
在多个配置中变化单个参数 -fCR^`UOS  
]m<z  
•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。 {DWL 5V#M  
f 6 k=ew  
'4"c#kCKL  
具有多个配置的参数优化 }NpN<C+  
^Cy=L]  
B3g # )  
•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。 ^ZPynduR  
•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。 5/YGu=,  
_ 2 oZhJ  
:Fh#"<A&&  
•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。 (bp4ly^  
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文件信息 y/>IF|aX  
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更多阅览 A"i $.dR{  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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