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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 Y2~{qY  
ZI*A0_;L  
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。 =<tEc+!T3  
Hw3 ES  
x=<>%m5R  
W_lNvzag  
工作流程概述 %=>xzP(z  
z?g4^0e  
k3eN;3#&  
2]KPW*V  
MATLAB S`-IQ,*}  
- 批处理模式文件的交互式访问 ` R-np_  
- 外部数学函数和工具 DdW8~yI&  
rW .0_*  
?n~j2-[<  
批处理模式文件 - 执行仿真 P?-44m#  
- 光学参数和仿真结果存储 S;kc{?   
:H k4i%hGk  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 |W[rywxx  
Q |r1.  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 tG&B D\  
SQvB)NOw  
%-1-J<<J q  
,)m-nZ5  
创建批处理模式文件 rI$10R$+H  
X~b+LG/  
uU"s50m  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 'KrkC A  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 WWs>@lCK  
- parameters.xml a_j#l(] 9  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Hc3/`.nt  
- sample_batch.bat iIRigW  
包含要执行的命令的批处理文件 ` &DiM@Sm  
- system.os 7t/SZm  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) Jx7^|A  
Ee| y[y,  
KL{ uhb0f  
, X):2_m  
修改批处理文件 D]y.!D{l2  
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使用批处理文件执行仿真 6f1Y:qK'@  
cVi CWc2  
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U{m:{'np(H  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) SJe;T  
NyNu1V$  
:a`m9s 4  
J]e&z5c  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) R'U(]&e.j  
4Yk (ldR~  
*8+YR  
参数扫描 - 变化单个参数 ~d]7 Cl  
*?\Nioii  
s4*,ocyBP  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 =0|evC  
•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。 l1-FL-1  
•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。 "Y6mM_flq  
l"Q8`  
s:{%1/  
参数扫描 - 变化单个参数 6IH^rSUSK  
kdq55zTc<6  
•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。 Fh;(1X75I  
irS62Xe  
xR3A4m  
 73X]|fy  
参数扫描 - 变化多个参数 =XB)sC%  
;2~Q97c0  
#(G&%I A|;  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Q2uE_w`B  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 1lM0pl6M  
•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。
Uyh#g^r  
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* G4;  
参数扫描 - 变化多个参数 ZVL0S{V-mh  
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{cFei3'q  
6=k^gH[g  
•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。 t+tGN\q  
@AFLFX]  
&R]G)f#w%*  
L.'N'-BV  
多配置仿真 zc#`qa:0  
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f~Su F,o@h  
RPu-E9g@  
在多个配置中变化单个参数 SF7Kb`>Y  
* gnL0\*  
•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。 B5hGzplS  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 *SZ<ori  
•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。 0NGokaD)H  
l)Hu.1~  
l`k3!EZDS  
2=  _.K(  
在多个配置中变化单个参数 -Y6JU  
iDA`pemmi&  
•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。 R;%iu0  
sq%f%?(V  
MD,-<X)Qy  
具有多个配置的参数优化 ]KmYPrCl0  
DbDpdC;  
{ !w]t?h  
•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。 Kt-@a%O0  
•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。 `'/8ifKz  
b#F3,T__`Y  
VC@o]t5  
•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。 @AwH?7(b  
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