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 =H8Y
}-~LXL%!3 l`."rei%) 工作流程概述 23/;W| U\i7'9w]3 R7/ET" 0}N"L ml 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# sPvjJ r"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 gl 27&'?E*
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。 $'3'[Nr(;t •在所选文件夹中,生成三个新文件 }z5u^_-m - parameters.xml 009Q#[A 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 C4)m4r% - sample_batch.bat +h8`8k'}-2 包含要执行的命令的批处理文件 mI5!rrRD| - system.os p\DSFB 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) h}Lrp r2r w9675D+
DA>TT~L y7x*:xR[ 修改批处理文件 |IDZMd0 MH|R @g
+asO4'r .0p'G}1 使用批处理文件执行仿真 1NkJs& 1}~`g ED
_pxurq{ 77-G*PI*I 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) p3V?n[/} fJ&\Z9zY
YT6dI"48 B`:l;<&jX 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) EAlLxXDDh Uh+6fE]p
W&v|-#7=6 参数扫描 - 变化单个参数 I.it4~]H *W2o$_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$Jlo
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 xqfIm%9i} •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 C8D`:k
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<u/(7H 参数扫描 - 变化单个参数 vsJDVJ +=
?}#Iu-IA •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 `><E J'h 3Hi8=*
@@ cc/S *MQ`&;Qa, 参数扫描 - 变化多个参数 jZ''0Lclpc !|8"}ZF L_o/fTz4 •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 [S9"' ^H •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 i8S=uJ]n •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 R2JPLvs =_CH$F!U
+!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
J5';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
$HtGB] yDWBrN._ 具有多个配置的参数优化 .rS.
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) w*&vH/D •基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 1b86@f •例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 xaVn.&Wl n$v4$_qS
ib~i ^_p •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 'GT^araz :Zx|=
TiF+rA{t EB*C;ms 文件信息 boHbiE u0A$}r$L
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