使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 F6o_b4l \%/#x V 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。 y;t6sM@ .Q@S #d
#O$ /CuXa%Ci^ 工作流程概述 fMGbODAvY %STliJ S!Omy:=;i {o!KhF:[ MATLAB 'xhcuVl - 批处理模式文件的交互式访问
c1$ngH0 - 外部数学函数和工具
b !%hH rgSOS-ox h Ggx 批处理模式文件 - 执行仿真 <'fdkW - 光学参数和仿真结果存储 eh4gQ^l ,ldI2] VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 c9kzOQ2n aFe`_cnG
在VirtualLab中生成相应的光学设置 O(tX8P
Q5N @%tRhG :8 jhiB) pl5P2&k 创建批处理模式文件
s@z}YH ?lbH02P{v e1>aTu@ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 |\n@3cIK •在所选文件夹中,生成三个新文件 -6tgsfEr - parameters.xml Di@GY! 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 UPc<gB - sample_batch.bat M
t*6}Cl 包含要执行的命令的批处理文件 :N<.?%Kf - system.os Mn$]I) $ 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) HQUeWCN 2:BF[c`
yfjK2 @*0cMO;SpG 修改批处理文件 Rx*BwZ _(d.!qGz
t~e<z81p ,bM-I2BR 使用批处理文件执行仿真 'zEI;v `}m Q
SG?Nsp^%`B U9&k;` 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ed!:/+3e/ ~%/Wupf
|.F /wxE1][. 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) gP-nluq YXU|h
Cv>o.Bp| 参数扫描 - 变化单个参数 'DCFezdf3 FYb34LY rrnNn' •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 l
akp •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。 ^9_UUzf\ •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。
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y8s!M 参数扫描 - 变化单个参数 dLvJh#`o @)>D))+ •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。 f`8OM}un& 4"@GNk~e
YC=S5; 6cdMS[_SD( 参数扫描 - 变化多个参数 BR v+.(S q8Nn%o=5V >tG+?Y'{ •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 FG%j{_Ez •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 - ZW3 •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。 li]
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iB1i/l p0{EQT`tMG 参数扫描 - 变化多个参数 ?\/qeGW6G 1z*kc)=JF8 HPQ/~0$ kvGCbRC •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。 G\/"}B:( GIftrYr
Q<6P. PTya b@t5`Y-+K 多配置仿真 F52B~@. #.5vC5
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/u`3VOn 在多个配置中变化单个参数 BHj\G7,S +'#oz+ •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。 =q(GHg;' •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 g,]@4| •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。 _M,lQ~ `Zz uo16
`@`1pOb u/Fj'*M 在多个配置中变化单个参数 [9mL $;M
W `C_'|d<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。 yg;_.4TpIO
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c(+d 具有多个配置的参数优化 J?n<ydZSH c 5`US {13!vS%5 •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。 ekQrW%\3 •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。 x.$1<w64t JmOW~W
2GWDEgI1o •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。 %G?K@5?j? {SG>'KXZ
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