[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 nkY@_N
 
S`q%ypy  
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。 ^PqF<d6  
SN">g
mY+  
#}yTDBt  
H7&xLYQ2  
工作流程概述 lpC @I^:  
T{Zwm!s  
6`e@$(dfA  
#G;X' BN  
MATLAB gRgog*z  
- 批处理模式文件的交互式访问 }STYG`  
- 外部数学函数和工具 < K%j  
]> G&jd7  
tL(BpL'  
批处理模式文件 - 执行仿真 2C "=!'  
- 光学参数和仿真结果存储 }DIF%}UK\  
pB01J<@m  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 $|<m9CW  
k onoI&kV|  
ijYvqZ_  
vq6%Ey3Gix  
1:NS}r+>3.  
创建批处理模式文件 fE;Q:# Z.  
`/:
cfP\  
D3]BTkMMS;  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 &O1v,$}'  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 Y E1Hpeb  
- parameters.xml Z85|I.mr  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 q)I|2~Q c^  
- sample_batch.bat eBcJm  
包含要执行的命令的批处理文件 w]!0<  
- system.os ]((i?{jb(  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） $@uU@fLB  

^R_e  
{d!Y3+I%G  
);JJ2Jlkd  
修改批处理文件 ")`S0n5e  
Wmz`&nsn[  
AK/:I>M  
zhsx&  
使用批处理文件执行仿真 8T5k-HwE  
a6nlt?1?D  
p@I9<^"
 
vjlGXT`m  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） xFb3O|TC  
; B$*)X9  
&3DK^|Lq  
dOXD{c  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） >BoSw&T$Q  
.Q\\dESn"  
'2v f|CX  
参数扫描 - 变化单个参数 3H8Al  
e}"wL g]  
!nw[  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 <G
ZhH:  
•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。 .6T4z7I  
•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。 m|4LbWz  
A3yi?y{[*  
#PAU'u 3{/  
参数扫描 - 变化单个参数 {LB`)Kuu  
Zu#<  
•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。 DY3:#X`4  
p;->hn~D'5  
lB:l)!]||=  
-9&g[  
参数扫描 - 变化多个参数 pVG>A&4  
p24.bLr  
O E|+R4M  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 O@,i1ha%  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 s[V`e2O  
•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。 gCV rC  
e,Zv]Cym  
MSYN1  
S0xIvzS  
参数扫描 - 变化多个参数 0yQe5i}  
?( 12aU  
C*pLq5s  
yN:>!SQ  
•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。 [%~NM/xu<  
@
;J|xkJ  
fsI`DjKi)  
A-0m8<  
多配置仿真 _85E=  
3"tg+DncC  
0w}{(P;  
&kx\W)  
在多个配置中变化单个参数 *vs~SzF$  
"1%*'B^}bw  
•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。 v=MzI#0L  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 5KaSWw/  
•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。 R=8
6w_  
C->[$HcRa  
8Mb$+^zU  
R
`Q?J[e  
在多个配置中变化单个参数
V=9Bto00  
Eq7gcDQ  
•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。 h@Dw'w  
1gAc,s2  
gTD%4V  
具有多个配置的参数优化 YiNo#M91  
vGyppm[0  
[Ekgft&  
•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。 c}\ d5R_L  
•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。 %w@ig~vD'  
2dyxKK!\a  
%Fm`Y.l
 
•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。 hhj ,rcsi  
)SD_}BY%k  
U%Ol^xl