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 e4V4%Qw
Ne<"o]_M y#AwuC K 工作流程概述 q9RCXo>Y+1 bc"E=z ,*2%6t`N? fn zj@_{| MATLAB Rla4XN=mf - 批处理模式文件的交互式访问 YWSo:)LY - 外部数学函数和工具 _M+'30 \fphM6([RK )>atoA 批处理模式文件 - 执行仿真 9x,Aqr$t - 光学参数和仿真结果存储 "-y\F}TE >eg&i(C+ VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 "aN<3b ,9q=2V[GP
在VirtualLab中生成相应的光学设置 !ZbNW4rIP +(5 H$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 p8BA an3 - 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 %4 cUa| =? 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 4pkc9\
bOux8OHt* N7%Jy?-+ 使用批处理文件执行仿真 JGf6*D"O Gp$[u4-6M6
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/wc9Yt 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) QY-P!JD J @"wJEF
z]Z>+| ;e()| 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) V>@NkQ<|y X6!u(plVQ
0 '~Jr\4 参数扫描 - 变化单个参数 [f.[C5f%"' l+bP48 i5|A\Wv" •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 /`D]m? •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 +uKlg#wqc •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 s}`ydwSg8 DM! vB+j+,
}Nl-3I.S^ 参数扫描 - 变化单个参数 c%Yvj =iRc& •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 o9# `HgT5}
joAR;J {08UBnR 参数扫描 - 变化多个参数 9HRYk13ae E0>4Q\n{ -#Yg B5 •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 K`j#'`/KC •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 XkCbdb •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
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k:Uyez %K;,qS'N_ 参数扫描 - 变化多个参数 %xyt4}-)m G|'DAj% *r?g&Vw$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
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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 ]N:SB
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\
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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 "e69aAA,
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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 k*J}/HO
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