使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 f+$/gz .f&,~$e4 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。 vC J F K={%
FJ>| l#nO m2<sVTN`^ 工作流程概述 Fz)z&WT 4U> D@d/O %qfEFhRC MATLAB |n~,$ - 批处理模式文件的交互式访问 R4QXX7h! - 外部数学函数和工具 ;U}lh~e11 ]rHdG^0uss cKK 1$x 批处理模式文件 - 执行仿真 HHoh//(\ - 光学参数和仿真结果存储 )+mbR_@,O6 UTmX"Li VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 +l&ZN\@0X |3\
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 S4`uNB#Ht T6-e /_woCLwQ# K}! VY` 创建批处理模式文件 `;4zIBJ aLuxCobV ,p>=WX •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 !>;p^^e •在所选文件夹中,生成三个新文件 A^
t[PKM" - parameters.xml R^fVwDl\ 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 MBDu0
[c - sample_batch.bat z+NXD4 包含要执行的命令的批处理文件 SH5GW3\h - system.os $0sUh]7y 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) HRje4=: xQ7>u-^
pz@_%IUS m[Px|A5{ 修改批处理文件 +@AN+!( "DfvoQ P
<+" Jh_N# pvP|.sw5G 使用批处理文件执行仿真 x(5>f9b b z9YC9m)jK
8GV$L~i q9yY% 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) L5of(gQ5] ft4J.oT
-GDX#A-J qA#!3< 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) y7ijT='8 *>9#a0cp
G;qC&7T 参数扫描 - 变化单个参数 rM<c;iQ 92bvmP*o4 S;MS,R •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 -?&wD["y •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。 H)G ^ Y1 •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。 [F*t2 -ta uRh`qnL
ePa1 @dI 参数扫描 - 变化单个参数 (p-a;.Twj 8BhLO.(<O •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。 ~aNK)<Fznd %f#3;tpC8
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TH $A9!} `V 参数扫描 - 变化多个参数 2N9
BI-a pe Y( 4# ,Si\ky7L •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 q<>LK •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 Uz>5!_ •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。 iL)q':xz s{2BG9s
&-470Z%/ d>M&jSCL 参数扫描 - 变化多个参数 #'mb9GWD3 PnJr @AvXBMq| xiX~*Zs •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。 #)AcK|*y xV:.)Dq9
403%~ p^Kp= z 多配置仿真 ^VR1whCrx &kB[jz_[A
L~cswG'K .;u(uB;J6 在多个配置中变化单个参数 ?g&6l0n` z1aApS •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。 $h0] •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 =#[_8)q •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。 YQG[8I +[V[{n
^)m]j`}IGb N{IY\/;\ 在多个配置中变化单个参数 ?D/r1%Z =iC5um: •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。 VHsuC$3W
mHE4Es0 J*F-tRuEw 具有多个配置的参数优化 6A7UW7/ yb1A(~ BA' ($D> •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。 b#FN3AsR •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。 'm# -)R! >|KfO>
.r)WDR •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。 + ^{;o0kcx w:I^iI.
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