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infotek 2021-02-22 09:49

使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要 P"r7m  
4^k+wQU  
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。 )odz/\9n3c  
gCaxZ~o  
:)kWQQ+,  
B dxV [SF  
工作流程概述 Z;cA_}5  
]EEac  
h-5] nL3  
U)D}J_Zi(  
MATLAB ML7qrc;Rx  
- 批处理模式文件的交互式访问 66HxwY3a  
- 外部数学函数和工具 j!K{1s[.y  
`Lr|KuFN  
E]ZIm  
批处理模式文件 - 执行仿真 te&p1F  
- 光学参数和仿真结果存储 a4eE/1  
-o YJ&r  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 9.Yn]O  
8\m[Nuq5  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 Ee'wsL  
ZvSEa{  
<Gz*2i  
m>+ e;5  
创建批处理模式文件 3j w4#GW  
]%[.>mR  
p&ZLd`[  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 K4^mG  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 D "X`qF6U7  
- parameters.xml |],ocAN{  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 qnnP*15`  
- sample_batch.bat +6f[<^K#  
包含要执行的命令的批处理文件 j\2q2_f  
- system.os }c'T]h\S  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) p0C|ECH  
9tIE+RD  
~4M?[E&  
)<_:%oB  
修改批处理文件 _tfi6UQ&lY  
:jGgX>GG  
$i$Z+-W4'  
,zh4oX`>  
使用批处理文件执行仿真 Z)G@ahO Q  
mh8)yy5\  
<Y^)/ s  
@T~~aQFk  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) G/&Wc2k  
R9InUX"k  
YT)@&HaF  
lNB<_SO  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) |%fM*F^7/  
]SNcL[U  
U46Z~B  
参数扫描 - 变化单个参数 ^zR*s |1Q  
I=&Kn@^  
nH|7XY9"  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 A(wuRXnVWK  
•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。 F^X:5g~K  
•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。 W_h!Puj_  
y\<\P8X  
~P!%i9e_  
参数扫描 - 变化单个参数 b!z kQ?h  
aaFt=7(K  
•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。 ?Z"<&tsZ  
<xr\1VjA  
%#@5(_'  
&#<>fT_  
参数扫描 - 变化多个参数 ~A-D>.ZH  
"%K[kA6  
4_h?E:sBb  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 `r*bG=  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 <6!/B[!O=  
•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。
^"EK:|Y4%K  
<{1=4PA  
'SnB7Y  
=\i{dj  
参数扫描 - 变化多个参数 HMVyXulU  
MLt'tzgl  
Y]H,rO  
]xN)>A2  
•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。 @JpkG%eK  
R9O1#s^  
zAO|{m<A2  
9AHxa  
多配置仿真 [PL]!\NJ  
utBKl' `  
5ii:93Hlj  
KU (g Zy  
在多个配置中变化单个参数 XJZS}Z7h  
n@y*~sG]  
•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。 eX <@qa4<  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 ?7R&=B1g  
•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。 cUc:^wvLS  
z*G(AcS)  
e6uVUzP4  
Z,5B(Xj  
在多个配置中变化单个参数 ==Bxv:6  
|RZI]H%  
•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。 w4j,t  
P2sM3C  
C vWt  
具有多个配置的参数优化 TtP2>eh-  
W4n(6esO  
}g_\?z3gt  
•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。 dmk_xBy s|  
•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。 ($[)Tcq*~  
-9^A,vX  
Ygfv?  
•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。 )9z3T>QW  
]6z ; M;F`  
zoHFTD4 g  
?qR11A};tG  
文件信息 c<]~q1  
DI7g-h8`  
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G~KYFNHr  
更多阅览 nbdjk1E`~  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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