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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 ''Y}Q"  
Fs_umy#  
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。 XLK#=YTI  
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工作流程概述 q9RCXo>Y+1  
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MATLAB Rla4XN=mf  
- 批处理模式文件的交互式访问 Y WSo:)LY  
- 外部数学函数和工具 _M+'30  
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)>atoA  
批处理模式文件 - 执行仿真 9x,Aqr$t  
- 光学参数和仿真结果存储 "-y\F}TE  
>eg&i(C+  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 "aN<3b  
,9q=2V[GP  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 !ZbNW4rIP  
+(5H$O{h  
?#xNz=V  
2#LcL  
创建批处理模式文件 +vkqig  
hA?j"y0?  
>U^AIaW  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 ]nN']?{7PW  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 p 8BAan3  
- parameters.xml -Q;5A;sr2  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 t'4hWNR'  
- sample_batch.bat %4cUa| =?  
包含要执行的命令的批处理文件 {o7ibw=E)  
- system.os =/J4(#Xb  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) \~Zj](#  
;u,%an<(  
g?UG6mFbE  
^LTLyt)/  
修改批处理文件 O{&5/xBA  
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N7%Jy?-+  
使用批处理文件执行仿真 JGf6*D"O  
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8 +xLi4Pw  
P /wc9Yt  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) QY-P!JD  
J @"wJEF  
z]Z>+|  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) V>@NkQ<|y  
X6!u(plVQ  
0 '~Jr\4  
参数扫描 - 变化单个参数 [f.[C5f%"'  
l+ bP48  
i5|A\Wv"  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 /`D]m?  
•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。 +uKlg#wqc  
•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。 s}`ydwSg8  
DM!vB+j+,  
}Nl-3I.S^  
参数扫描 - 变化单个参数 c%Yvj  
=i Rc&  
•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。  o9#  
`HgT5}  
joAR;J  
{08UBnR  
参数扫描 - 变化多个参数 9HRYk13ae  
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-#Yg B5  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 K`j#'`/KC  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 XkCbdb  
•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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eq "a)QB3m  
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%K;,qS'N_  
参数扫描 - 变化多个参数 %xyt4}-)m  
G|'DAj%  
*r?g&Vw$m  
+0.$w  
•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。 NV9D;g$Y  
V(=~p[  
E[Tz%x=P  
G!8O*4+A  
多配置仿真 z~A||@4'  
rV"<1y:g  
+yVz ) X  
4M6o+WV  
在多个配置中变化单个参数 R6h(mPYA  
giyKEnP  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。  |UZ#2  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 :w#Zs)N  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 <o3e0JCq  
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8 %Lq~ lk  
:tedtV ~  
在多个配置中变化单个参数 4G;+ETp  
u<]-%ha$  
•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。 AGx]srl  
DCPK1ql  
bguhx3s  
具有多个配置的参数优化 ,1Suq\ L  
}wC pr.@  
?>1AT ==wI  
•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。 YS{])+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。 x9a*^l  
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o`+6E q0w  
•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。 d?oupW}uu  
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