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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 0rtP :Nj$  
DgQw9`W A  
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。 )Bq~1M 2  
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工作流程概述 !\0UEC  
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MATLAB Xy>+r[$D:  
- 批处理模式文件的交互式访问 Fj`6v"h  
- 外部数学函数和工具 WzC_M>_  
V _&>0P{q  
)4hb%U  
批处理模式文件 - 执行仿真 F .(zS(q  
- 光学参数和仿真结果存储 L;7x2&  
86s.qPB0  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 pL {h1^O}  
?~;8Y=O  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 W+&w'~M  
[_&\wHX  
5 ,0fL  
i U^tv_1  
创建批处理模式文件 p#~Dq(Q  
|g3a1El  
_oB!-#  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 tntQO!pM  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 5/:BtlFx  
- parameters.xml }4!R2c  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ;_.%S*W\  
- sample_batch.bat z8SrZ#mg  
包含要执行的命令的批处理文件 4v"9I(  
- system.os ?]`kc  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) V Q6&7@ c  
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q F \a]e  
修改批处理文件 `g2DN#q[0  
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使用批处理文件执行仿真 ;TAf[[P  
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JsfX&dX0  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) w&eX)!  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) JmJ8s hq  
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S}q6CG7 u  
参数扫描 - 变化单个参数 }1ABrbc  
^:.=S`,^  
Le&SN7I  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 oT5 N_\  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 iRo/~(  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 L'dR;T[;  
RR u1/nam  
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参数扫描 - 变化单个参数 UN7>c0B  
wI!>IV(5  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 #$&!)13  
1epj/bB&  
29(s^#e8A  
|K(j}^1k  
参数扫描 - 变化多个参数 LTGKs^i4  
'lPt.*Y<u  
v(+9&  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 o ]UG*2  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 9%>GOY  
•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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参数扫描 - 变化多个参数 oe<9CK:?>  
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<!ewb=[_$  
#7!P3j  
•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。 P&Vqr  
Q/oel'O*x  
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多配置仿真 `:hEc<_/  
xh$1Rwa  
ZP>KHiA  
"pdq_35  
在多个配置中变化单个参数 U$; FOl  
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•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。 V=)0{7-9  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 xz1jRI$  
•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。 mJBvhK9%  
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在多个配置中变化单个参数 Z83A1`!.|  
6#egy|("nF  
•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。 ZeVb< g  
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具有多个配置的参数优化 .G"UM>.}d  
MO7:ZYq  
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•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。 mez )G|  
•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。 (DzV3/+p^  
Tk[`kmb  
?LP&VU1  
•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。 1 J3h_z6/  
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