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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 F6o_b4l  
\%/#x V  
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。 y;t6sM@  
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/CuXa%Ci^  
工作流程概述 fMGbODAvY  
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S!Omy:=;i  
{o!KhF:[  
MATLAB 'xhcuVl  
- 批处理模式文件的交互式访问 c1$ngH0  
- 外部数学函数和工具 b !%hH  
rgSOS-ox  
h G gx  
批处理模式文件 - 执行仿真 < 'f dkW  
- 光学参数和仿真结果存储 eh4gQ^l  
,ldI2 ]  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 c9kzOQ2n  
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 O(tX8P Q5N  
@%tRhG  
:8 jhiB)  
pl5P2&k  
创建批处理模式文件 s@z}YH  
?lbH02P{v  
e1>aTu@  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 |\n@3cIK  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 -6tgsfEr  
- parameters.xml Di@GY!  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 UPc<gB  
- sample_batch.bat M t*6}Cl  
包含要执行的命令的批处理文件 :N<.?%Kf  
- system.os Mn$]I) $  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) HQUeWCN  
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yfj K2  
@*0cMO;SpG  
修改批处理文件 Rx*BwZ  
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使用批处理文件执行仿真 ' zEI;v  
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SG?Nsp^%`B  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ed!:/+3e/  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) gP-nluq  
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Cv>o.Bp|  
参数扫描 - 变化单个参数 'DCFezdf3  
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rrnNn'  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 l akp  
•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。 ^9_U Uzf\  
•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。 Ku/~ N#  
K. %U  
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参数扫描 - 变化单个参数 dLvJh#`o  
@)>D))+  
•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。 f`8OM}un&  
4"@GNk~e  
YC=S5;  
6cdMS[_SD(  
参数扫描 - 变化多个参数 BR v+.(S  
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>tG+?Y'{  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 FG%j {_Ez  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 -ZW3  
•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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参数扫描 - 变化多个参数 ?\/qeGW6G  
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HPQ/~0$  
kvGCbRC  
•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。 G\/"}B:(  
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Q<6P. PTya  
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多配置仿真 F52B~@ .  
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在多个配置中变化单个参数 BHj\G7,S  
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•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。 =q(GHg;'  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 g,]@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。 _M,lQ~  
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`@`1pOb  
u/Fj'*M  
在多个配置中变化单个参数 [9mL $;M W  
`C_'|d<HA  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 yg;_.4TpIO  
rS*$rQCr=  
:XV} c(+d  
具有多个配置的参数优化 J?n<ydZSH  
c 5`US  
{13!vS%5  
•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。 e kQrW%\3  
•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。 x.$1<w64t  
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2GWDEgI1o  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 %G?K@5?j?  
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F6S~$<  
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