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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 S^==$TT  
P 6La)U`VA  
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。 f_xvXf:  
Umzb  
aBG^Xhx  
ePJ_O~c  
工作流程概述 ]$9y7Bhj.  
p8)R#QWz9  
IpSWg  
:b %2qBv  
MATLAB |mHf 7gCX  
- 批处理模式文件的交互式访问 Ev7v,7`z  
- 外部数学函数和工具 uP r!;'J=  
i|AWaG)  
t1J3'lS  
批处理模式文件 - 执行仿真 i$6rnS&C  
- 光学参数和仿真结果存储 oA7DhU5n  
 8 zlvzp  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 _#&oQFdYR  
S$$SLy:P  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 /VufL+q1  
^dhx/e%s  
Do\j_  
S1Od&v[R  
创建批处理模式文件 _&9P&Zf4  
Sa[lYMuB  
' v CMf  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 U!uJ)mm  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 "9QZX[J|*  
- parameters.xml =SeQ- H#  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 8M,@Mb n  
- sample_batch.bat 0,0Z!-Y  
包含要执行的命令的批处理文件 T|D^kL%m!  
- system.os JA9NTu(  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) Kb{&a  
jn ztCNaX  
:Rv+Bm  
$MwBt  
修改批处理文件 z\ONw Ml  
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9{j`eAUZl  
使用批处理文件执行仿真 pL;e(lM  
Qb>("j~Z  
ED79a:  
(}>)X]  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) _/}$X"4  
/}6y\3h  
G!I5Er0pdy  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ?6&G:Uz/  
gzSm=6Qw0  
YLA(hg|  
参数扫描 - 变化单个参数 F*Hovxez  
IZLCwaW  
:{Z%dD  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 HpIi-Es7C  
•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。 p"~@q}3  
•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。 v@yqTZ  
4~$U#$u_  
O{\<Izm`D  
参数扫描 - 变化单个参数 Hf_ pe  
/|UbYe,  
•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。 <bg6k .s  
CL7 /J[TS  
@jMo/kO/A  
uuD2O )v  
参数扫描 - 变化多个参数 &1^~G0 Rh\  
`RE>gX  
2W_[|.;'  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 .-& =\}^2l  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 DA>nYj-s  
•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。
R[v<mo[s  
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]:?S}DRG  
2~g-k 3  
参数扫描 - 变化多个参数 W1 xPK*  
Lk#)VGk:  
%++: K  
<kwF<J  
•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。 6 ]<yR> '  
#`%S[)RT  
4h--x~ @  
'sa)_?Hy  
多配置仿真 F^!O\8PFd  
s}` |!Vyl  
dJ])`S  
aCQ[Uc<B:  
在多个配置中变化单个参数 [kr-gV  
#>lbpw  
•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。 m zoH$@  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 4[;}/-  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 )AdwA+-x  
fQ!W)>mi  
_1$Y\Y  
d`$w3Hy  
在多个配置中变化单个参数 ,d_rK\J  
X_D-K F  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 Xf7]+  
Bt$,=k  
`VGw5o  
具有多个配置的参数优化 BLqK5~  
4A(h'(^7A  
&c&TQkx  
•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。 oVbs^sbRH  
•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。 2Y[n  
..'"kX:5  
B|9XqQ EI  
•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。 oPbziB8  
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文件信息 7AGUi+!ICl  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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