[技术]使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计 [复制链接]

摘要 u1rT:\G1  
:GK]"sNC  
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。 d7A vx  
 2>p>AvcK  
ZPRkk?M}.  
6,| !zaeS  
工作流程概述 Z!DGCw  
EP,lT.u3  
uvi+#4~G  
ApR
>b%  
MATLAB BVU>M*k  
- 批处理模式文件的交互式访问 Y$ZZ0m  
- 外部数学函数和工具 wMr*D['" #  
&Yb!j  
uS;N&6;:  
批处理模式文件 - 执行仿真 )k$ +T%  
- 光学参数和仿真结果存储 t 7dcaNBZ  
kocgPO5  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 ,:;ZzHzR0  
az/
NZlJhT  
0.!_k )tu  
zb.dVK`7N-  
vL}e1V:  
创建批处理模式文件 5Sl vCL  
H85JMPZ7  
d0YDNP%,_  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 sN"<baZ  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 OlI|.~  
- parameters.xml n3y`='D  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 vq/3
a  
- sample_batch.bat b1\.h
i  
包含要执行的命令的批处理文件 W"$sN8K>)  
- system.os \SKobO?qI  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） /-s-W<S[  
ZMEU4?F  
*MC+
i$  
4MUN1/DId`  
修改批处理文件 4j_\_:$w<  
h9RL(Kq{  
%?2y2O,;  
gjFpM.D-.  
使用批处理文件执行仿真
S\io5|P  
v(=?@tF}E  
*!NxtB!LC  
/F@CrNFb(  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） <<w*_GM  
_xY dnTEl  
}ff+RGxLIG  
5Q7Z$A1a 9  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） [3D*DyQt  
TsVU
^Z%W  
4]G J
+a  
参数扫描 - 变化单个参数 l$Y*ii  
p?-qlPl  
_TntZv.?  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 zCji]:  
•作为示例，我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数，并检查对结果的影响。 z|bAZKSRYx  
•在此例子中，光栅深度是变化的，主要研究的是第-1级的衍射效率。 ;-kC&GZf  
O#MaZ.=  
:_k5[KT.]9  
参数扫描 - 变化单个参数 Y#[xX2z9  
qf T71o(  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 *q
;u%; 4  
-kzp>=  
BD,J4xH;  
<c3Te$.  
参数扫描 - 变化多个参数 ij5|P4Eka  
4ibOVBG:*,  
fDjJdRS"  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 |W*#N8IP  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 \r1nMw3&  
•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。 r(j:C%?}C  
AcP d(Pc  
wU
(p_G3  
u+ b `aB  
参数扫描 - 变化多个参数 H7FOf[3'  
CT?4A1[aD  
Yz)+UF,  
S ^]mF>xX8  
•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。 (&MtK1;
;  
(
T!#7  
!LM9  
p(>D5uN_}5  
多配置仿真 ?U+nR/H:6  
(<2!^v0.M  
xc}kDpF=g  
*b7evU *1  
在多个配置中变化单个参数 m<sCRWa-  
&G!~@\tMg  
•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。 @>*r2=#14  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 }Qa  
•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。 /Z~5bb(  
O1
Ynl`}  
& LhQr-g  
vM?,#:
5  
在多个配置中变化单个参数 mWF\h>]|.  
O{x-9p  
•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。 CC)Mws+2  
7jw5'`;)"  
@ 3rJ$6W  
具有多个配置的参数优化 f}EsS  
-HF1c  
ka@yQ
V  
•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。 IdoS6  
•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。 ,zEPdhTX  
F9k}zAY\J  
r{{5@  
•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。 dTWcn7C  
lS|F&I5j  
MU4BAN