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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 [1gWc`#  
xQ7-4 N,  
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。 Q[N6#C:(4  
dzPwlCC%-  
~T<o?98  
)mMHwLDwH  
工作流程概述 ,V2,FoJ 9  
rZv5>aEI  
:If1zB)  
X"qC&oZmf  
MATLAB %rZJ#p[e)=  
- 批处理模式文件的交互式访问 6?v)Hb}J%d  
- 外部数学函数和工具 4RV5:&ALLS  
L z'05j3!  
7 -hSso.'  
批处理模式文件 - 执行仿真 -hIDL'5u-I  
- 光学参数和仿真结果存储 Ju"*>66  
amK.H"  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 LE:nmo  
gLef6q{}  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 A!Ls<D.  
HO(9 )sK  
8'B   
5ZkMd !$y  
创建批处理模式文件 =c,m)\u/8  
Z ^tF  
3tlA! e  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 3,cZ*4('d  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 c`(]j w  
- parameters.xml <|'C|J_!  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 [9E<z2H  
- sample_batch.bat  v NJ!d  
包含要执行的命令的批处理文件 BtN@P23>k.  
- system.os nRmZu\(Ow|  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式)  OBCRZ   
K XP^F6@l  
SBY  
4EiEE{9V  
修改批处理文件 8N|y   
jz_\B(m9%  
`4'['x  
9?M><bBX  
使用批处理文件执行仿真 H *gF>1  
7Xu.z9y  
pbe" w=<  
x7=5 ;gf/X  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 1} {bHj  
W`KRaL0^  
4{d!}R  
tU02t#8  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) h9,ui^#d$  
D<zgs2Ex  
3rEBG0cf]  
参数扫描 - 变化单个参数 xA-O?s"CY  
bojx:g  
$~<);dYu0  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 BK>uJv-qU  
•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。  2L~[dn.s  
•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。 %Bo/vB'  
[WDtr8L  
5sD\4g)HK  
参数扫描 - 变化单个参数 %.kJ@@_e  
cCd2f>EHw  
•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。 uX-]z3+  
\7QAk4I~  
Y!C=0&p  
 xA DjQ%B  
参数扫描 - 变化多个参数 H[ DrG6GA  
Jb'M/iG  
~G!>2 +L  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 $\xS~ w  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 ]~:9b[G2  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
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FTx&] QN?  
iEG`+h'  
Zb)j2Xgl  
参数扫描 - 变化多个参数 1>$ fLbmkI  
ZW$PJmz  
Y4Hi<JWo  
-z]v"gF?Px  
•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。 Zs _Jn  
?d)I!x,;;  
N'nI ^=  
V#:`:-$$+  
多配置仿真 E"D+CD0  
^PY*INv  
x?0ZzB),  
|kL^k{=zV  
在多个配置中变化单个参数 +@wa?"  
v%|^\A"V  
•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。 wV- kB4^4  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 VY)!bjW.  
•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。 _Y '+E  
E\2|  
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T!.6@g`x>  
在多个配置中变化单个参数 L 0?-W%$>  
E 9_aNYD  
•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。 `<>Emc8Z  
@G  0k+  
xy>~ 15  
具有多个配置的参数优化 Vk/CV2  
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Np>[mNmga  
•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。 ,&S:(b[D  
•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。 : E `N0UA  
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l?:!G7ie  
•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> s=D,r  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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