使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 *+cW)klm r7:4|6E 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。 U{.y X7 Z:%~Al:
M,9f}V) w`K=J!5y2g 工作流程概述 FAd4p9[Y 5F|oNI}$: u"1Zv! 64-;| k4F MATLAB ~Wj.
4b* - 批处理模式文件的交互式访问 xrl!$xE
GX - 外部数学函数和工具 V> @+&q eB*0}) L(qQ,1VY 批处理模式文件 - 执行仿真 0)-yLfTn - 光学参数和仿真结果存储 zH+a*R r(cd?sL96R VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 rjW\tuZI 3N 5b3F
在VirtualLab中生成相应的光学设置 <%]i7&8| G$$y\e$ $4&e{fLt|v \B~}s } 创建批处理模式文件 0T7""^'& nhP ua& S+&Bf ~~D •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 EG[Rda •在所选文件夹中,生成三个新文件 wLz@u$u? - parameters.xml <mdHca 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 jUCrj' - sample_batch.bat u3ns-e 包含要执行的命令的批处理文件 e2l!L*[g - system.os E;AOCbV*$ 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) yJAz#~PO/ `z{sDe;
I7q}<"` 8C>\!lW" 修改批处理文件 j>-O'CO KN-)m ta&
e$ {Cf -3On^Wj] 使用批处理文件执行仿真 B)}.%G* @is !VzE
Ga1(T$|H h#7p&F 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 9(
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%RS8zN 0<C]9[l 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) $(8CU$gi= aBonq]W
7dbGUbT 参数扫描 - 变化单个参数 xaG( 3 p,K]`pt= L|H:&|F •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 T@)|0M •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。 M6o"|\ •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。 A,;V|jv9 ]Ll<Z
$]t3pAI[H0 参数扫描 - 变化单个参数 -L&%,% /\0g)B;] •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 7`_`V&3s Z_.xglq{
]5Mq^@mD' 6A23H7 参数扫描 - 变化多个参数 j| Hyv{sM Yfd0Np~ J':x]_; •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 !xxdC
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 a*(,ydF|L •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 =)mA.j}E2 sm?V%NX&
)~[rb<:)b QRKr2:o{ 参数扫描 - 变化多个参数 vnS;T+NZSC J=sj+:GS 0hr4}FL8 b[s=FH]#N •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 _my!YS5n sf5 F$
&6q67 Lsb` ,: 多配置仿真 eWWtMnq F+Q(^Nk
vg;9"A!( %("WoBPH` 在多个配置中变化单个参数 Q8 _k O<|ev •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。 RoYwZX~ •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 }2+*E}g •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。 GMW,+ # ;3v4P
jWNF3\ w6&p4Jw/H? 在多个配置中变化单个参数 k!)Pl,nJ %s*F~E •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。 4IGn,D^
Xn= `*-rz<G 具有多个配置的参数优化 >1S39n5z. }>$3B5} Of.%rpgy •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。 (t_%8Eu •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。 ={[9kR i 1.IEs:(;
U#>K( •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。 UR<a7j"@2 ,%<ICusZ
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)71n( 文件信息 n=qu?xu A w"Y_S8.
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