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infotek 2025-08-06 08:03

使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要 4I#@xm8)  
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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。 7rG+)kHG  
;U#=H9_  
]|u7P{Z"R  
&?5me:aU  
工作流程概述 #Z,@yJ2wl  
^$]iUb{\  
'F3@Xh  
sRZ?Ilua6  
MATLAB 39I|.B"  
- 批处理模式文件的交互式访问 p)VMYu  
- 外部数学函数和工具 0`Uw[Er&  
8#[2]1X^8  
o#WECs>  
批处理模式文件 - 执行仿真 z#lIu  
- 光学参数和仿真结果存储 SVObJsB^  
@bChJl4  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 #fk1'c2  
4*inN~cU  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 Yhjv[9  
Hp5.F>-  
QEMT'Cs  
3!%-O:!  
创建批处理模式文件 KpDb%j  
JeF$ W!!{  
@|s$ :;(=  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Y!+H9R  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 1/i1o nu}  
- parameters.xml &[SFl{fx>-  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 x U"g~hT  
- sample_batch.bat 1 ^30]2'_  
包含要执行的命令的批处理文件 %gj7KF  
- system.os ?9>wG7cps7  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) *rB@[ (/  
{&L^|X  
C6Cr+TScH  
/F46Ac}I  
修改批处理文件 %Y"pVBc  
*.KVrS<B1  
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M8$e MS1  
使用批处理文件执行仿真 UZ "!lpg  
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P00%EB  
j"fx|6l)  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) q*tGlM@R?  
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QcJC:sP\>  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) %nG>3.%  
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;$e)r3r`LV  
参数扫描 - 变化单个参数 e\^}PU  
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9%53 _nx?  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 wmIe x  
•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。 5 8 7;2  
•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。 g-B{K "z  
.lM]>y)  
g$zGiqzMK  
参数扫描 - 变化单个参数 l)~ U8  
FP}I+Ys  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 Ryh 0r  
gs=ok8w  
b)M- q{  
m{$}u@a  
参数扫描 - 变化多个参数 %d *0"<v  
WRwx[[e6z  
t\'MB  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 ^fH)E"qq5  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 W7gY$\1<&  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
&/-MUKN  
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iH@u3[w  
参数扫描 - 变化多个参数 Km!ACA&s6  
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R9Wr?  
\13Q>iAu  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 S=.%aB  
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`(`-S md  
Kf}*Ij  
多配置仿真 aXG|IN5 *m  
L N.:>,  
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Pk;yn;  
在多个配置中变化单个参数 J/E''*  
7R m\#  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 Ge=^q.  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 B$YoglEW:  
•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。 `LLmdm 6i  
R4R\B  
<DPRQhNW]  
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在多个配置中变化单个参数 e`H>}O/ai  
Mis B&Ok`k  
•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。 I)vR  
HRrR"b9:  
Y`{62J8oy  
具有多个配置的参数优化 7I#C[:7x  
1 gcWw, /  
_-TW-{7bh  
•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。 27+faR  
•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。 l2YClK  
s$qc &  
CGlEc  
•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。 /kK!xe  
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