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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 cRhu]fv()  
XNJPf) T  
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。 ]V K%6PQ0  
o1 kY|cnGH  
k*3F7']8  
<,!e*V*U  
工作流程概述 Bqd'2HQd  
af<R.  
Xo:!U=m/#  
;L458fYs  
MATLAB  ]%L?b-e  
- 批处理模式文件的交互式访问  bK|I  
- 外部数学函数和工具 ~S,R`wo  
|aovZ/b4  
AD=vYDR+  
批处理模式文件 - 执行仿真 _Fz]QxO  
- 光学参数和仿真结果存储 MM*B.y~TxZ  
%|:Gn)8  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 =-e` OHA  
L:ox$RU  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 #ONad0T;  
Az}.Z'LJ  
axSJ:j8  
ueyz@{On~  
创建批处理模式文件 /Jjub3>Q  
]b"Oy}ARW  
vjcG F'-  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 1gwnG&  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 Sd !!1a s  
- parameters.xml CHeU?NtFps  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 \~]HfDu  
- sample_batch.bat K\7\  
包含要执行的命令的批处理文件  {hzU  
- system.os _R,VNk  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) rfgkw  
UbD1h_b  
X2? ^t]-N  
sw={bUr6G`  
修改批处理文件 OO Hw-MW  
x +=zG4Hm  
ET_a>]<mv  
7*9a`p3w  
使用批处理文件执行仿真 []'gIF  
G% |$3  
INi9`M.h  
qgT~yDm  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) Ry@QJn I<  
[z2XK4\e1T  
TN xl?5:  
s#%$aQ|Fp  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) .l| [e  
tl 0_Sd  
Rqi= AQ  
参数扫描 - 变化单个参数 MX@t[{Gg9  
JnW G_|m)  
0zQ^ 6@  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 CFm( yFk  
•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。 gRnn}LL^  
•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。 rd*`8B  
mv5=>Xc6  
a'T8U1  
参数扫描 - 变化单个参数 JHxy_<p/  
3pxZk%  
•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。 ae1?8man  
n{d0}N =  
{X85  
R&>G6jZ?8  
参数扫描 - 变化多个参数 Lro[ |A  
eP d  
R cZg/{[{  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 aG"j9A~ &  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 ?IKSSe#,  
•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。
WH>=*\  
~4 ~c+^PF  
}V:B,:  
5r&bk`  
参数扫描 - 变化多个参数 <EhOIN7@*D  
Dq [ f  
N('=qp9  
/|<Pn!}J  
•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。 xRX2u_f$<  
S!Alno  
?/M:  
Oe)d|6=  
多配置仿真 b< dwf[  
Su]@~^w  
f`$F^=  
$U_M|Xa  
在多个配置中变化单个参数 [P'"|TM[ ~  
,Y:ET1:  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 ^n|yfvR  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 Wc*jTip  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 Bj=lUn`T:  
^n?`l ^9c$  
ME0vXi  
o>6c?Xi&  
在多个配置中变化单个参数 -> ^Ex`  
xU1_L*tu '  
•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。 @A5'vf|2;.  
%,1xOl4l  
!K8Kw W|X  
具有多个配置的参数优化 g"Tb\  
'mELW)S  
W?F Q  
•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。 22T\ -g{  
•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。 zA>LrtyK(=  
 [HEljEv  
[n2+`A  
•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。 Mp?Gi7o=  
4St-Q]Y _  
}Q?a6(4  
kR+7JUq]  
文件信息 QZm7 Q4  
~.<QC<dN  
Tc.QzD\  
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