使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 UWC4PWL,>C lWj*tnnn[ 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。 (9I(e^@] 9 ;p5z[jI
y!P!Fif' wrgB =o 工作流程概述 ~nU9j"$ /Tm+&Jd r/'!#7dLG- $Bz};@ MATLAB Eqz|eS*6 - 批处理模式文件的交互式访问 ~:7y!=8# - 外部数学函数和工具 Hq::F? PB$beQ }6-olVg 批处理模式文件 - 执行仿真 u'#/vT#l - 光学参数和仿真结果存储 hxMRmH[f: ]#f%Dku.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 r6uN6XCM Fnak:R0
在VirtualLab中生成相应的光学设置 R;Dj70g d%0Gsga} H%Gz" rIFW1`N}i 创建批处理模式文件 $aJ6i7C,j} ]>(pj9) bVU4H$k •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 41Q5%2
•在所选文件夹中,生成三个新文件 Up?RN %gq - parameters.xml pTq DPU 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 4t(/F` - sample_batch.bat o+=wQ$"tP 包含要执行的命令的批处理文件 =U*D.p*%f - system.os @6~lZgXOV[ 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 1!(lpp ni{'V4A
<9X@\uvU.< b/a\{ 修改批处理文件 B;N<{Gb *KDTBd
W{'hn&vU F\+AA 使用批处理文件执行仿真 oH6zlmqG" +^(_S9CO
RBf#5VjOG! Lp:VU-S 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) }UsH#!9. 13F]7l-#
hT-^1:N I ==)a6^ 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ?[ )}N
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lgiKNZgB? 参数扫描 - 变化单个参数 u]NsCHKlT K_L7a>Fr KDEyVYO: •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 -(TC' •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$7;OAI •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 QEqYqAGzu| (LTu=1
rT4Q^t" 参数扫描 - 变化单个参数 wX)'1H):T H][TH2H1 •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 ZVH 9je OAq-(_H
A<c<!N c`3`}&g# 参数扫描 - 变化多个参数 Fu{VO~w
PH%t#a!j3/ *3Lo[GE> •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 sT1OAK\^ •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 _$T
!><)y •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。 g0biw? 51eZf JB
Cw:|(`9 STu(I\9 参数扫描 - 变化多个参数 2* `kkS /xgC`]- }!fIY7gv r:o9:w: •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。 AUF[hzA uHquJQ4
n,2 p)#? 5D/Td#T04 多配置仿真 ?@x$ h tpzWi
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hH>a{7V &'e+`\ 在多个配置中变化单个参数 L8.A| m-C#~Cp36 •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。 Fi+DG?zu •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 h;E.y
•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。 !|VtI$I>x -|#/KKF
#bGYHN uHf1b?W 在多个配置中变化单个参数 xK[[b :k_)Bh?+ •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 K7x;/O
-*&aE~Cs c;29GHs2 具有多个配置的参数优化 -=:tlH
n ?o]NV OPq6)(Q •基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 IO?a.L:6U •例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 e=jtF"& [r]<~$
ga1b%5]v. •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。 ept:<!4 uRuu!{$
0^2e^qf i7\>uni 文件信息 geM`O|Np ~Wm'~y>
%<q"&]e, |CS&H2!s >NpW$P{' QQ:2987619807 da8
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