使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 8~sC$sIlE n-{.7 因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 Te `MIR dKY#Tl]
!p Q*m`Xo n}C0gt- 工作流程概述 %@8#+#@J0 y!T8( JkQ\r$Y. G!Yt.M0 MATLAB &\
K - 批处理模式文件的交互式访问 }l&y8,[: - 外部数学函数和工具 I#'yy7J d .Q<!Au3 p!EG:B4 批处理模式文件 - 执行仿真 w~3z); - 光学参数和仿真结果存储 ;(rK^*`fO H`,t "I VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 )d>Dcne ==S^IBG
在VirtualLab中生成相应的光学设置 +UiJWO </b_Rar Rq`5ff3, fNV-_^,R9 创建批处理模式文件 ;M"[dy`dY [#fz[U $wbIe"| •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 5lyHg{iqD •在所选文件夹中,生成三个新文件 wRZS+^hx - parameters.xml >vXS6`; 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Wiyiq )^ - sample_batch.bat q.j$]?PQ 包含要执行的命令的批处理文件 u4'B - system.os 1@9M[_<n5 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 6n;? :./ 5=b6B=\*~
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v ]wS cYBjsN(!A| 修改批处理文件 ^])s\a$ `|PhXr
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\`9D pktnX-Slt 使用批处理文件执行仿真 ZZYtaVF: (hh^?
+??pej]Rp cH5RpeP 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) iBmvy7S? o6:@j#b
>qUD_U3A .KtK<Ps[S 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) g?K? Fn.} m}]QP\
h,6> ^A 参数扫描 - 变化单个参数 u$X =2u:P HBs
6:[q B1]FB|0's •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 1^ iLs •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 ",' Zr<T •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 7K+eI!m.s 1bHQB$%z
l<'}` 参数扫描 - 变化单个参数 F5OQM?J !)}D_9{ •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。 %Aa_Bumf*: qQ1D }c@
b<[]z, ?A~=.u@[d 参数扫描 - 变化多个参数 # %'%LY= +n)bWB% $"k1^&&E •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 =LEzcq>XO •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 (`u+(M!^ •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 vl?fCO 2/Y e<.#
44KWS~ |tz{Es<`B 参数扫描 - 变化多个参数 JvaHH!>d/ RWoVN$i> lQ"t#b+ Z-M4J;J@} •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。 j 20mZ 9*Fc+/
9>ZX@1]m_ k^K%."INn 多配置仿真 ,u!_mV 85Kf>z::c
W .Al\!Gi 8%xiHPVg 在多个配置中变化单个参数 - s2Yhf *OHjw;xm+ •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。 f9hH{(A •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 |/Y!R>El •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。 zm4e+v- buWF6LFC
]eX(K5 A \lyHQ-gWhc 在多个配置中变化单个参数 |HPb$#i ZS@R ? •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 ?+$EPaC2
Eh[NKgYL f917F.1I 具有多个配置的参数优化 ?}jjBJ& EJJ&`,q db3.X~Cn#s •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 -R4A7+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。 $cLZ,N24 J`wx72/-ZW
a`Q-5*\;z •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。 6c}nP[6| 9'KOc5@l^
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