[分享]Zemax与Matlab动态数据交换 [复制链接]

1　DDE 技术简介 <5R`E(  
39xAh*}G]  
DDE 是允许各W INDOW S 应用程序间交换数据的通信机制。应用程序可以借助DDE 通话实现彼此间的通信。请求建立对话的应用程序称为客户(CL IEN T ) , 而响应对话请求的应用程序被称为服务器(SERV ER )。W INDOW S 平台上的M at lab作为一个应用程序, 也具有借助DDE 与其他应用程序通信的功能[2 ]。 sD|P*ir  
C@{#OOa  
在Zemax 和M at lab 的DDE 通信中, Zemax 通常是作为SERV ER 而M at lab 作为CL IEN T。对Zemax 的操作通过一系列数据项的通信对话实现, 这些数据项称为“item ”。这些item 可以让Zemax 执行某个功能或进行某项计算。 .eg?FB'7  
+d7s
y0  
当M at lab 以客户身份建立DDE 通信时, 可以使用M at lab DDE 客户函数建立和保持对话。M at lab 客户模块包括一系列函数, 这里主要介绍一下我们用到的一些函数的功能: I<
v1S  
]SqLF!S(=  
1 ) ddein it: 启动DDE 对话, 建立一个通道号,以后的操作均通过这个通道号进行。其调用格式为channel= ddein it (‘service’,‘top ic’)参数SERV ICE 表示将要与M at lab 进行通信的应用程序的类型名; top ic 表示通信的主题, 即与M at lab 进行通信的应用程序名; 返回值channel 表示分配给该通信过程的一个通道, 当出错时返回值为0。 'y
(;:Kc  
9~bl  
2) ddereq: 向应用程序索要数据。 Q\pTyNAYn  
hJrcy!P<a  
其调用格式为 F/MzrK\':m  
6}Se$XMl  
data = ddereq ( channel, ‘ item ’, fo rmat,t imeou t) V/X4WZs|i  
> 3<P^-9L  
参数channel 表示已经建立的通信通道名, 该参数是ddein it ( ) 函数的返回值; item 表示进行通信的数据项名称, 它是应用程序中将要接收M at lab 数据的一个实体; fo rmat 是任选项, 表示对方需要的数据格式; t imeou t 也是任选项, 它规定这次操作的时间限制, 缺省值为3s; 返回值data 包含了接收到的数据, 若data 为空, 则表示出错。 ~]}V"O%,  
Mw=sW5Z  
3) ddeterm: 结束DDE 对话。 &d"c6il[  
AqPE.mf  
其调用格式为rc= ddeterm (channel) 5_bIc=L1  
2E V M*^A  
2　Matlab 和Zemax通信技术在计算机辅助调腔中运用举例 r-27AJu  
hxIG0d!o  
当谐振腔这个光学系统发生失调的时候, 我们期望通过输出光波的ZERN IKE 系数来计算出系统的失调量, 该过程的模拟需要4 个步骤。 >EVlMt27'  
L*;XjacI]  
第一步设计光学系统
.AEOf0t  
\E9Hk{V:6  
第二步引入失调量 t7A '  
_R&}CP  
第三步获取ZERNIKE系数 x$Gu)
S  

>Oary  
第四步计算失调量 wYZ"fusT  
`t0?PpUo  
在上述过程中, 步骤(2) → (3) 中需要建立DDE 对话是因为要将Zemax 产生的数据为M at lab获取。而步骤(4) →(2) 建立DDE 是将M at lab 计算的数据反馈到Zemax 中的谐振腔系统中, 相当于步骤(2) →(3) 的逆过程。现在简要介绍该过程中主要用到的功能模块。 ``%uq)G=D  
64qm  
2. 1　建立与关闭连接 s0,\[rM  
^%)H;  
channel = ddein it (‘zemax ’, ‘d: / zemax /wo rk s/ resonato r. zmx’) Y)?dq(  
PV_E3,RY  
建立DDE 对话时, 客户应用程序必须识别SERV ICE NAM E, 即被请求对话的应用程序名, fZoV\a6Kj  
bjgf8427I  
这里Zemax 作为SERV ER , 其服务名即为Zemax,若所要进行操作的ZMX 文件已经打开, 可以省略第2 个引号内的内容。返回结果即为通道号。 R|7yhsJq,  
-7GF2 @  
ddeterm (channel) ; .C]V==z`[4  
+&LzLF.bK  
关闭连接。 )XB
31^  
'b#`)w@/=  
2. 2　在MATLAB 中对光学系统的结构进行修改 O>zPWVwa  
W$&kOdD!$  
Su rfaceN umber= 10; 　% 指定所要进行操作的镜面编号 v3b[08 F  
m$T?~oo  
ParameterN umber= 3; 　% 动作编号, 代表绕X 轴倾斜。此处的编号根据所要对之进行操作的表面的不同而不同。 l2v4SvbX  
4@,d{qp~  
N ewV alue= 0. 01; 　% 修改数值, 即倾斜度数 )` nX~_'p  
yN*HIN  
Command = sp rin tf (‘ Set Su rfaceParameter, % i, % i, % 11. 9f ’, Su rface N umber,Parameter N umber,N ew V alue) ; pdcP;.  
Ka[@-XH  
% Set Su rface Parameter 用来设置表面的参数, 是Zemax 与其他应用程序进行通信时的一个item。在Zemax 的L EN S DA TA ED ITOR 中, 每一个平面最后的几列都是用来设置该表面的参数的,不同类型的表面参数的个数和它们的意义不尽相同。这一句利用M at lab 语言把要对Zemax 进行的操作描述了出来。 2ckAJcpEb/  
JCjQR`)  
a = ddereq ( channel, Command, [ 1 1 ],3000) ; ~7Ji+AJA  
!PN;XZ~{  
%ddereq 在此起的作用是通过通道, 将前一句的所描述命令对Zemax 进行操作, 并将L EN SDATA 存储于ZEMAX DDE SERV ER 存储器中。 . &dh7`l  
a );>  
b = ddereq ( channel, ‘Pu shL en s’, [ 1 1 ],3000) ; _dCsYI%  
Q>\y%&df  
% 将ZEMAX DDE SERV ER 存储器中的数据复制到L EN S DA TA ED ITOR 中。 I]
qml2  
~n)!e#p  
2. 3　数据获取 7X
3<8:%  
}-3| v<d  
f ilename=‘D: øZEMAXø f ilename. tx t’; ;#np~gL  
W"9?D  
% 最好写完整路径 l3Vw?f   
k+xj 2)d7  
DDECommand = sp rin tf (‘GetTex tF ile,“%s”, % s,“% s”, % i’, f ilename, ‘Zf r”, 0) ; Fs^d-I  
\;0J6LBc  
%GetTex tF ile 这个item 产生文本格式的Zemax 分析文件, 以便使其他应用程序获取光学系统信息。此句用来形成一个用来获取此谐振腔输出光波的ZERN IKE FR IN GE CO EFF IC IEN TS 数据的命令。F ilename 和Zf r 等是这个item 的参数。 =^.f)  

3kxI'0&T  
rep ly = ddereq (channel, DDECommand, [ 1,1 ]) ; SK2nxZOH  
|*4)G6J@n  
% 通过通道执行上句所描述的操作。并将获取的文本信息保存至f ilename 中。 JpVV0x/Q/_  
O.7Q*^_  
f= getzern ike (9, f ilename) iz'#K?PF_  
z7+y{-{Z  
% 通过M at lab 自编函数直接获取想要的数据。