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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 'o2Fa_|<#  
Czu9o;xr  
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。 zR:L! S  
)m T<MkP  
IM'r8 V  
0v?"t OT!  
工作流程概述 (y~TL*B  
JX;G<lev  
oLeq!K}re  
YK'<NE3 4  
MATLAB .|70;  
- 批处理模式文件的交互式访问 013x8!i  
- 外部数学函数和工具 45c$nuZ  
!*N@ZL&X  
uo 8YP<q  
批处理模式文件 - 执行仿真 2HA:"v8  
- 光学参数和仿真结果存储 wlqksG[B  
8OU\V5i[,q  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 db7B^|Di  
",; H`V  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 583|blL  
0S!K{xyR  
Zb>?8  
q>+k@>bk @  
创建批处理模式文件 m-#2n? z-  
sDlO#  
YU'E@t5  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 nDxz~8  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 ?CPahU  
- parameters.xml bq*eH (qx  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 htF] W|z  
- sample_batch.bat + [mk<pQ  
包含要执行的命令的批处理文件 HIZe0%WPw  
- system.os igPX#$0XU  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) @*( (1(q  
'5$b-x6F  
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修改批处理文件 x s|FE3:a  
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A3/k@S-R2  
8{sGNCvU  
使用批处理文件执行仿真 t'ql[  
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(f"4,b^]  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) "^%cJAnLX  
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VMWf>ZU  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 0 kW,I  
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UJ   
参数扫描 - 变化单个参数 .?$gpM?i  
(9dl(QSd  
H/M@t\$Dc  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 3[*}4}k9  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 5=ryDrx  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 jse&DQ  
eJ-nKkg~a  
A*BeR0(  
参数扫描 - 变化单个参数 61U09s%\0  
\dah^mw"  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 a\*yZlXKs  
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Z,PPu&lmE/  
_H@DLhH|=  
参数扫描 - 变化多个参数 qIT@g"%}t  
7@W>E;go  
;aVZ"~a+\  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 l.M0`Cn-%  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 3=oDQ&UFt  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
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} 0y"F  
do'GlU oMC  
参数扫描 - 变化多个参数 < =IFcN  
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q!@4~plz  
=7UsVn#o  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 UJ2U1H54h  
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gs`q6 f%(  
多配置仿真 "#g}ve,  
n `Ac 3A  
J<lW<:!3]  
Kc\fu3Q  
在多个配置中变化单个参数 RxQ*  
\Vk:93OH21  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 {M)Nnst"~  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 s5. CFA  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 0> \sQ,T  
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/x *3}oI  
在多个配置中变化单个参数 o4WDh@d5S  
8{ I|$*nB  
•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。 ;kKyksxlD  
yf,z$CR  
cWm$;`Q#\  
具有多个配置的参数优化 P$,Ke<  
vP,n(reM  
!()Qm,1u  
•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。 NxILRKwO  
•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。 !<F3d`a  
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~VB1OLgv#.  
•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。 0*v2y*2V  
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文件信息 6S{l' !s'  
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