使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 5'NNwc\ ZG0^O"B0 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。 vQ*RrHG?c z\oTuW*B
tewp-MKA g5y`XFY 工作流程概述 aoZ |@x :{N*Z }] [.^ol6 umWs8-'Uw MATLAB u178vby;l - 批处理模式文件的交互式访问 .hu7JM+ - 外部数学函数和工具 ,@c1X: >t.Lc. =y-yHRC7 批处理模式文件 - 执行仿真 O-HS)g$2 - 光学参数和仿真结果存储 \#(1IC`as J/jkb3 VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 :>.{w$Ln% L'r&'y[
在VirtualLab中生成相应的光学设置 r}&&e BY
f o S= !6h QK?V^E eM_;rM Cr} 创建批处理模式文件 6FNGyvBU _,!0_\+i {PX,_ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 <zR{'7L/ •在所选文件夹中,生成三个新文件 L~-/'+ - parameters.xml r) x 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ,\J 8(,%L - sample_batch.bat :Bmn<2[Y; 包含要执行的命令的批处理文件 ttUK~%wSx - system.os PkrVQH9^w 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) a51e~mg Z` 'o6}g p)
pdRM%ug !Z tqh Xr 修改批处理文件 kW)3naUf< z'm}p
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Ne?a{ 使用批处理文件执行仿真 f]8MdYX( R1X'}#mU
Rb L?( /Ne#{*z)hO 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) A|8"}Hm JY2<ECO
a$|U4Eqo (O{OQk;CF 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 0TmEa59P w2.]
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U;#KFZ+~ 参数扫描 - 变化单个参数 3/`BK{ ,fp+nu8, PP$sdmo •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 n"htx|v •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。 IqYJ •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。 q13fmK(n-5 Q4m>
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3<&:av3 参数扫描 - 变化单个参数 ~D9Cu>d9 20V~?xs~ •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。 2 {&A)Z!I t|i NSy3
;|WUbc6&g iSCkV2 参数扫描 - 变化多个参数 AB'+6QU9k ~{I.qv)>M~ aDdGhB •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 rJ Jx8)M •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 _li3cXE •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。 nZbI}kcm 8TFQ%jv
9(^UchZZi DzGUKJh6 参数扫描 - 变化多个参数 _/LGGt4&% ekhv.;N~ *)Qv;'U=rn Vx $;wU Y •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。 X}k;(rb R'v~:wNTNs
?$6H',u i\6CE| 多配置仿真 }*6BaB v8ap"9b
1Z}5ykM3 _iJ~O1qx,w 在多个配置中变化单个参数 KrpIH6 (zo7h •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 5*$yY-A •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 eB5>uKa •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。 p/<DR| vUpAW[[
m8fj\,X ]W5*R07 在多个配置中变化单个参数 2$Mnwxfk V\Cl""`XN •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。 ({!!b"B2
cj[b ^Wv: &zJI~R 具有多个配置的参数优化 6YM X7G] dQj/Sr W"Ip]LJ •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。 Rml'{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。 ?#K.D vGJ BmX'%5ho
RM|J |R •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。 6j6CA?| KYpS4&Xh
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