[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 v"J|Ebx
 
(~b0-3s  
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。 5:EE%(g9  
)^E6VD&6  
*s2 C+@ef  
;D[I/U  
工作流程概述 ^*~4[?]S  
dGR #l)  
1gYvp9Ma  
)hK;27m4  
MATLAB n
.P$E  
- 批处理模式文件的交互式访问 wG22ffaki  
- 外部数学函数和工具 B|;?#okx  
X%B2xQM5  
2qKAO/_O  
批处理模式文件 - 执行仿真 U/rFH9e$  
- 光学参数和仿真结果存储 'sI @es  
|qq29dS?  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 +gb"} cN  
HuD~(CI.  
e#tWQM3  
&v+Hl^  
P$`k* v  
创建批处理模式文件 GsE =5A8  
(*!4O>]  
L7.LFWq$S  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 ?T[K{t;~jo  
•在所选文件夹中，生成三个新文件 twPD'X!r  
- parameters.xml 6wy
h
L-{:  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 _#o75*42tT  
- sample_batch.bat -kzg(+sm  
包含要执行的命令的批处理文件 FWyfFCK  
- system.os 45Q#6BtE  
包含原始光学设置的os文件（VirtualLab文件格式） Vjr}"K$Y  
o7:"Sl2AD  
Ng1[y4R}  
28xLaob  
修改批处理文件 LO,k'gg<  
5|oi*b  
Xm.["&  
/KCIb:U  
使用批处理文件执行仿真 I%ZSh]On  
G\S_e7$/  
Dt+uf5o(  
1f5;^T I  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） \MmKz^tO  
x*F_XE1#M  
YoRD9M~iG~  
D?? \H\  
使用MATLAB执行仿真（通过批处理） d7L|yeb"  
+}!FP3KgT  
C6}`qD  
参数扫描 - 变化单个参数 _~E_#cNn  
~^"s.Lsb  
TZ@S?r>^  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 1?ST*b  
•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。 BQ77n2(@  
•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。 ::G0v  
#N|A@B5x  
Gv}~  
参数扫描 - 变化单个参数 \>|:URnD  
'tzN.p1O  
•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。 aboA9pwH  
H-Or  
ndB*^nT  
^o6&|q  
参数扫描 - 变化多个参数 [%BWCd8Q~P  
n%:&N  
#jR1ti)p  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 Ng<oz*>U  
•例如，可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 H=7Nh6v  
•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。 _,]@xFCOH  
W!WeYV}kb  
FPXB>D'  
3gU*,K7  
参数扫描 - 变化多个参数 23[XmBf  
C*,PH!$k  
-&_;x&k /  
B"fKv0  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 M/a5o|>8  
}{m.\O  
t_ZWd#x+;  
p3z%Y$!Tm  
多配置仿真 ^6I8a"  
]h_V5rdX@  
^G]H9qY-e  
\KPwh]0  
在多个配置中变化单个参数 9jTm g%  
dW>$C_`?  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数，我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 .</.(7  
•作为示例，我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 tR% &.,2  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 Cu+u'&U!  
Luu.p<   
:yC|Q)  
07tSXl5!  
在多个配置中变化单个参数 0}y-DCuQ  
)MJy  
•要使用示例文件，请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。 /A~+32B  
h|t\rV^  
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O  
具有多个配置的参数优化 fE/|U|5L[  
eMV@er|  
rCdf*;  
•基于前面的示例，我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 1$
G'Kg/  
•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。 G`r*)pdm  
uA2-&smw  
nH^RQ'19  
•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。 /Jci1o  
CHRO9  
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