使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 4I#@xm8) ;]k\F 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$:;(= •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Y!+H9R •在所选文件夹中,生成三个新文件 1/i1o nu} - parameters.xml &[SFl{fx>- 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 x U"g~hT - sample_batch.bat 1 ^30]2'_ 包含要执行的命令的批处理文件 %gj7KF - system.os ?9>wG7cps7 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) *rB@[(/ {&L^|X
C6Cr+TScH /F46Ac}I 修改批处理文件 %Y"pVBc *.KVrS<B1
%dzO*/8cWo M8$eMS1 使用批处理文件执行仿真 UZ "!lpg 1OqVV?oz
P 00%EB j"fx|6l) 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) q*tGlM@R? {:3:GdM6
QcJC:sP\> !%$,S=_F 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) %nG>3.% g4YlG"O[~
;$e)r3r`LV 参数扫描 - 变化单个参数 e\^}PU \m+=| 9%53_nx? •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 wm Ie 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。 587;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$\1<& •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 &/-MUKN #sBL E
ZJc{P5a1J iH@u3[w 参数扫描 - 变化多个参数 Km!ACA&s6 |yz
o|%]3 R9Wr? \13Q >iAu •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 S=.%aB :zq Un&k&
`(`-S
md Kf}*Ij 多配置仿真 aXG|IN5 *m L N.:>,
=:xX~,qmv Pk;yn; 在多个配置中变化单个参数 J/E''* 7R
m\# •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 Ge=^q. •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 B$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] tm1&OY 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 1gcWw, / _-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 )=X g
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