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infotek 2026-07-29 13:43

使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要 e#(X++G  
`NCH^)  
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。 gbziEjRe  
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工作流程概述 23/;W|   
U\i7'9w]3  
R7/ET"  
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MATLAB @|<qTci  
- 批处理模式文件的交互式访问 f0+vk'Z  
- 外部数学函数和工具 ]|_+lik#  
sPvjJr"s  
^y[- e9O|  
批处理模式文件 - 执行仿真 }70A>JBw  
- 光学参数和仿真结果存储 ,PeE'$q  
fPq)Lx1'  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 f7:}t+d  
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在VirtualLab中生成相应的光学设置 $8`"  
xM![  
#Ve@D@d[  
&/(JIWc1su  
创建批处理模式文件 ^Vg-fO]V  
d fSj= 4  
OM81$Xo=  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 $'3'[Nr(;t  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 }z5u^_-m  
- parameters.xml 009Q#[A  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 C4)m4r%  
- sample_batch.bat +h8`8k'}-2  
包含要执行的命令的批处理文件 mI5!rrRD|  
- system.os p\DSFB  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) h}Lrpr2r  
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DA>TT~L  
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修改批处理文件 |IDZMd0  
MH|R@g  
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使用批处理文件执行仿真 1NkJs&  
1} ~`g ED  
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77-G*PI*I  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) p3 V?n[/}  
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B`:l;<&jX  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) EAlLxXDDh  
Uh+6fE]p  
W&v|-#7=6  
参数扫描 - 变化单个参数 I.it4~]H  
*W2o$_Hs  
mDO! o  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 )FN$Jlo  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 xqfIm%9i}  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 C8D`:k  
FM7`q7d  
<u/(7H  
参数扫描 - 变化单个参数 vsJDVJ +=  
?}#Iu-IA  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 `><E J'h  
 3Hi8=*  
@@cc /S  
*MQ`&;Qa,  
参数扫描 - 变化多个参数 jZ''0Lclpc  
!|8"}ZF  
L_o/fTz4  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 [S9"' ^H  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 i8S=uJ]n  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
R2JPLvs  
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+!ZfJZls  
eJeL{`NS  
参数扫描 - 变化多个参数 d4p6.3  
k8r1)B4ab  
]CPF7Hf  
J|vg<[  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 VOIni<9y  
s6'=4gM  
Qe-PW9C  
@8$z2  
多配置仿真 ~/XDA:nfL:  
v]Aop<KLX  
Q>71uM%e`  
=2}V=E/85  
在多个配置中变化单个参数 P](8Qrl  
>P]gjYN  
•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。 0Ua=&;/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。 q@tym5  
•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。 %> 5>wP   
%0 i)l|  
`?b'.Z_J  
V7.g,  
在多个配置中变化单个参数 JW )f'r_f  
J 5';Hb)  
•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。 U`5/tNx  
$HtGB]  
yDWBrN._  
具有多个配置的参数优化 .rS. >d^n  
:wG )  
w*&vH/D  
•基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 1 b 86@f   
•例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 xaVn.&Wl  
n$v4$_qS  
ib~i ^_p  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 'GT^araz  
:Z x|=  
TiF+rA{t  
EB*C;ms  
文件信息 boHbiE  
u0A$}r$L  
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