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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 *+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{.yX7  
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  
3N5b3F  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 <%]i7&8|  
G$$y\e$  
$4&e{fLt|v  
\B~}s}  
创建批处理模式文件 0T7""^'&  
nhPua&  
S+&Bf ~~D  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 EG[Rda  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 wLz@u$u?  
- parameters.xml <mdHca  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 j UCrj'  
- 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;  
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8C>\!lW"  
修改批处理文件 j>-O'CO  
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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( "<NB0y  
RO+N>Wkt  
%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  
$]t3pAI[H0  
参数扫描 - 变化单个参数 -L&%,%  
/\0g)B;]  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 7`_`V&3s  
Z_.xglq{  
]5Mq^@mD'  
6A23H7  
参数扫描 - 变化多个参数 j|Hyv{sM  
Yfd0Np~  
J':x]_;  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 !xxdC  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 a*(,ydF|L  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
=)mA.j}E2  
sm?V%NX&  
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参数扫描 - 变化多个参数 vnS;T+NZSC  
J=sj+:GS  
0hr4}FL8  
b[s=FH]#N  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 _my!YS5n  
sf5F$  
&6q67  
Lsb`,:  
多配置仿真 e WWtMnq  
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,+  
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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}  
O f.%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  
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文件信息 n =qu?xu  
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