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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 VsJKxa4  
SOZs!9oi  
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。 JZK93R  
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工作流程概述 m[z $y  
+v~x_E5FP  
qyAnq%B}  
a`8]TD  
MATLAB sjOv!|]A  
- 批处理模式文件的交互式访问 G3 |x%/Fbp  
- 外部数学函数和工具 UM`{V5NG#  
O c.fvP^ZD  
puLgc$?  
批处理模式文件 - 执行仿真 1]9w9! j  
- 光学参数和仿真结果存储 -k@1# c+z  
L[Ot$  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 w5^k84vye  
 +hKs  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 , @!X! L  
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B;S'l|-?  
( et W4p  
创建批处理模式文件 *dxm|F98  
^BM !TQ%!  
-Lq2K3JHyn  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 cly}[<w!  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 ^|=P9'4Th  
- parameters.xml &2U%/JqY  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 SQhVdYU1'  
- sample_batch.bat x.4z)2MO  
包含要执行的命令的批处理文件 G"m?2$^-A  
- system.os OR*JWW[]  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) g$jTP#%b  
Te[v+jgLY,  
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修改批处理文件 @?3^ Ks_  
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使用批处理文件执行仿真 wP*3Hx;S  
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o[}Dj6e\t  
Jfk#E^1  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) [^?i<z{0C  
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Y<u%J#'[  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) #HH[D;z  
SMIDW}U2S  
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参数扫描 - 变化单个参数 qJ(uak  
5'eBeNxM  
H8I)D& cw  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 "?F[]8F.b  
•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。 vPGUE`!D+  
•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。 -seLa(8F  
6)ibXbH  
VBQAkl?(}4  
参数扫描 - 变化单个参数 Xz^k.4 Y{4  
dqJ 8lU?  
•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。 U3z23LgA  
%3~ miP  
Im\ ~x~{  
Pj]^ p{>  
参数扫描 - 变化多个参数 ~] V62^0  
|'1.a jxw  
<Vk}U   
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 R;pW,]}g,  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 B* mZxY1  
•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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ULxQyY;32  
参数扫描 - 变化多个参数 )I3E  
k kAg17 ^  
HZ%V>88  
<uv `)Q9  
•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\6}<b"p  
s|H7;.3gp  
"i(f+N,)  
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多配置仿真 x%r$/=  
nvf5a-C+q  
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在多个配置中变化单个参数 $3l#eKZA  
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•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 F?R6zvive  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 BHAFO E  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 9ybR+dGm+  
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在多个配置中变化单个参数 hG.}>(VV  
;"Qq/ knVL  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 zO\_^A|8H  
z+;$cfN  
}v2p]D5n.  
具有多个配置的参数优化 0@b<?Ms9  
53:u6bb;  
F/lL1nTdK  
•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。 9C,gJp}P  
•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。 }NwmZ w>_  
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•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。 _ps4-<ugC  
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]kmAN65c  
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