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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 !u'xdV+bf  
u]Q}jqiq"  
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。 <S=( `D  
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工作流程概述 |gWA'O0S  
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W+GC3W   
MATLAB R:+'"dBge  
- 批处理模式文件的交互式访问 '#yqw%  
- 外部数学函数和工具 eAo+w*D(  
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批处理模式文件 - 执行仿真 Y6&v&dA;  
- 光学参数和仿真结果存储 KJV8y"^=Q  
IA<>+NS  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 =^GPQ_"  
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 h]h"-3  
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创建批处理模式文件 I5q $QQK  
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•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 u4IK7[=  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 =3c?W&:  
- parameters.xml ~Ni  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 '5 Yzo^R;  
- sample_batch.bat G"` }"T0}  
包含要执行的命令的批处理文件 u.|%@  
- system.os ~CT]&({  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) U+qyS|i  
(_|*&au J  
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修改批处理文件 XrM+DQ;  
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使用批处理文件执行仿真 ?tY+P`S  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) >U,&V%y  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) x)*Lu">  
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参数扫描 - 变化单个参数 TdgK.g 4  
7JGc9K+Av  
j{OA%G(I  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 zawu(3?~)5  
•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。 y62f{ks_/  
•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。 RbL?(  
/Ne#{*z)hO  
S[exnZ*Y  
参数扫描 - 变化单个参数 v']_)  
,)Q-o2(C  
•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。 ekvs3a^  
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x6`mv8~9Db  
WVRIq'  
参数扫描 - 变化多个参数 llP V{  
gZ4' w`4r  
).;{'8Q  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 4HGT gS  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 7. <jdp  
•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。
8{jXSCP#  
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4>=M"D hB  
2.aCo, Kb;  
参数扫描 - 变化多个参数 MvpJ0Y (  
m "9f(  
bI &<L O  
bFX{|&tHU  
•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。 j**[[  
ZU`9]7"87B  
d$3rcH1  
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多配置仿真 @}H u)HO  
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在多个配置中变化单个参数 9(^UchZZi  
8X,6U_>#a  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 _/LGGt4&%  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ekhv.;N~  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 M M@,J<  
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在多个配置中变化单个参数 s$Y>nH~T  
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•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。 8:{id>Mm^  
z ?\it(  
S[F06.(1  
具有多个配置的参数优化 ~(V\.hq  
'GJB9i+a^  
b)I-do+  
•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。 r !Aj5  
•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。 `DY yK?R  
qi4P(s-i  
Dx-P]j)4x  
•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。 ">bhxXeiN  
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文件信息 N[/<xW~x?4  
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更多阅览 TwkT|Piw S  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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