使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 \|F4@ N&]v\MjI62 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。 %FDi7Rx +\fr3@Yc
9gZMfP E3X:{h/ 工作流程概述 xdd7OSc0{ m$ )yd~ d(3F:dbk {KxeH7S MATLAB c*-8h{} - 批处理模式文件的交互式访问 h3Nwxj~E - 外部数学函数和工具 '_lyoVP wZJpSkcEx &Gp@,t 批处理模式文件 - 执行仿真 Z3g6?2w6 - 光学参数和仿真结果存储 *p`0dvXG2 5|my}.TR VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 Wb+^Ue :!Wijdq
在VirtualLab中生成相应的光学设置 1P.
W 34 MUhC6s\F w17\ \[ -wH#B<' 创建批处理模式文件 L(\sO=t EgOAEv }zY)H9J~ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 |5_bFB+& •在所选文件夹中,生成三个新文件 bY|%ois4 - parameters.xml WPygmti}Be 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 A{iI,IFe - sample_batch.bat veFl0ILd 包含要执行的命令的批处理文件 VUC - system.os h!5^d!2, 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) :y==O4 '%_1eaH
$#2ik~]> \{AxDk{z# 修改批处理文件 S~d_SU~>` BF@(`D&>
2.ud P S(9Xbw)T 使用批处理文件执行仿真 R $HIJM ?v-IN
L+LxS|S+M ,Dfq%~:grT 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) `au('
xi< X&o!xV -+
@[#U_T- I RIOR%~U 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) |7,|-s[R^ y3F13 Z@%
YLmzMD> 参数扫描 - 变化单个参数 34-QgE TC[_Ip& `2c>M\c4U •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 5tT-[mQ* •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 F@Y)yi?z •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 AWHB^}!} !`q*{Ojx
gvvl3`S{ 参数扫描 - 变化单个参数 aDFu!PLB{) mA}-hR% •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 #mlTN3
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L@2%a' FL% GW: 参数扫描 - 变化多个参数 NsJt=~ ]y3V^W# Yr@_X •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 =A={Dpv[> •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 [RCUP. •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 IG0$OtG OLUQjvnU
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[g^x2 参数扫描 - 变化多个参数 x7K _/ bF t6 F+,X%$A#? ljVtFm< •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 []:;8fY !|_b}/
vK6YU9W~J >C y 多配置仿真 4@OnMj{M LO]D
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eT1b88_ `l@[8H%aw 在多个配置中变化单个参数 7)$U>|= "}Kvx{L8 •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。 A`<#}~A •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ;8/w'oe*j •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。 )tR5JK} AV kK&tB
Be}e%Rk /:v+:-lU 在多个配置中变化单个参数 GY<ErS)2 <J-bDcp •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。 `bu3S}m7
_6" vPN =BQM(mal 具有多个配置的参数优化 rB;`&)- r|4jR6%<'m ,{:c<W:A] •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。 0fA42*s; •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。 SY|r'8Z%Q Yao>F--?
WsRG>w3" •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。 W"S,~y )~xL_yW_X
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更多阅览 ^;+lsEW - Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python ~K% ]9
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