使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 [=:4^S|M .5tXwxad" 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。 Np;tpq~ )=5*iWe
}IQ! [T5 z_). - 工作流程概述 ~8'HX*B]z @JOsG-VW~
-:wV3D %v^qQWy=* MATLAB 2]r5e; - 批处理模式文件的交互式访问 {@s6ly]. - 外部数学函数和工具 McN'J.Sxp CljEC1S# BJqb'Hjd 批处理模式文件 - 执行仿真 v'Up& /( - 光学参数和仿真结果存储
\P*%u 2(GLc*B> VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 #Zn+-Ih F^!mgU X
在VirtualLab中生成相应的光学设置 bf[l4$3k E.yc"|n7l2 GF0Utp:Zf; z] |Y 创建批处理模式文件 ^(:n a6C ON"V`_dq+M / $'M •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 f&XM|Bg •在所选文件夹中,生成三个新文件 w!Z,3Yc) - parameters.xml XLm@, A[ 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 wh^I|D?" - sample_batch.bat [VouG{ 包含要执行的命令的批处理文件 xCMuq9zt@ - system.os !
n?j)p. 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) T8vMBaU!qY g$8aB{)
~SEIIq ;kVo? W] 修改批处理文件 CS"p3$7, /ZSdY_%s
>*}m.'u a0
w 使用批处理文件执行仿真 >k
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`=8G?3 ?=?9a 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) puGy`9eKv1 E8We2T[^M
dr4 m}v. 3[To"You 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) uL@'Hv A M]e _@:!
d.NB@[?* 参数扫描 - 变化单个参数 uTP4r Js!Zk\O `Y7&}/OM •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 1;+(HB •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 /A`Lyp# •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 &E!-~'|z 3a,7lTUuB
[zl"G^z 参数扫描 - 变化单个参数 hC2Ra "te) [kZe6gYP& •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 82z<Q*YP =7U8`]WA
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^Wi Q< ]F,v#6qi 参数扫描 - 变化多个参数 LtBm }0 &v_b7h dp>Lh TLc •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Jm
G)=$, •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 `
_]tN •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。 t8b,@J`R {\-IAuM
Q,xKi|$r 3?DM
AV 参数扫描 - 变化多个参数 jo=,j/,l `LCxxpHi| }^B=f_Ag x BMhk9b^0 •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 |;P9S ;-T%sRI:|
uEkUK| ||k^pzj% 多配置仿真 'B4j=K* 8'Ph/L,
FA;uu\ zi}dQsy6 在多个配置中变化单个参数 b7bbrR8 NFcMh+qnK •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 vZpt}u •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 4]]1JL(Ka •主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 R%N&Y~zH O
WVa&8O
bPtbU:G z,B'I.)M 在多个配置中变化单个参数 Y r^C+Oyg mam2]St" •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 E`SFr
9:tKRN_D ~?n)1Vr| 具有多个配置的参数优化 2@S{e$YK` !jxz2Q f^f{tOX •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。 /Hl]$sJY •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。 @l:\Ka~TS {'#^
0UvN ws •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。 64OgE! "!6 Ax-'
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