[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 w(Z?j%b  
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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。 dH^6K0J  
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工作流程概述 N'v3 |g  
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MATLAB I\.|\^  
- 批处理模式文件的交互式访问 tK%ie
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- 外部数学函数和工具 %":3xj'EEI  
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!DZ=`a?y  
批处理模式文件 - 执行仿真 egaX[j r  
- 光学参数和仿真结果存储 jSY[Y:6md  
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VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 M~taZt4  

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创建批处理模式文件 "I.
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C?zS}ob  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 ic2D$`M  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 E\[BE<y  
- parameters.xml cc[(w #K  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ~:a1ELqVw  
- sample_batch.bat f7=MgFi  
包含要执行的命令的批处理文件 pDR~SxBXr  
- system.os v Y[s#*+  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） tIuM9D{P  
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修改批处理文件 ;I>nA6A  
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使用批处理文件执行仿真 PtfG~$h?  
C >*z^6Gz  
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使用MATLAB执行仿真（通过批处理） $J7V]c*-b  
,!:c6F+  
C]L)nCOBX  
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使用MATLAB执行仿真（通过批处理） c!H
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K.  ;ev  
参数扫描 - 变化单个参数 fd)8lK[KJ"  
?qjdmB|w  
]v ${k  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 ,?GwA@~$k:  
•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。 t ed:]  
•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。 J6Ilg@}\  
]\39#  
J n.7W5v  
参数扫描 - 变化单个参数 %KQ1{"
 

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•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。 AzU:Dxr>.G  
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6N@=*0kh-  
参数扫描 - 变化多个参数 V;SfW2`)  
b<u\THy#  
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•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 P y'BMk  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 5U
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O1}P  
•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。 qYoW8e  
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参数扫描 - 变化多个参数 zdP?HJ=F  
qCI&H7u@  
RZz?_1'  
 ^*P?gG  
•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。 G@s:|oe  
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sUF$eVAT  
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多配置仿真 yCjc5d|tT  
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在多个配置中变化单个参数 11PL1zzH  
I"]E}nd)  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数，我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 2tz4Ag  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 u$w.'lK  
•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。 whI4@#  
L91(|gQP  
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LNL}R[1(  
在多个配置中变化单个参数 /IirTmFK  
IR/S`HD_  
•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。 xbiprhdv  
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具有多个配置的参数优化 UB@(r86d  
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i?_Q@uA~<:  
•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。 l<_v3/3  
•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。 8mr fs%_  
i7H([b<_m  
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[/D>Pi  
•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。 rT="ciQ  
B+FTkJ0t+G  
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