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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 =p5?+3" @  
rv`2*B  
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。 a6k(9ZF  
,7t3>9 -M"  
T7^ulG1'  
D9,e3.?p  
工作流程概述 qPqy4V. ;  
~c!Rx'  
;v%Q8  
^g70AqUc  
MATLAB 32s5-.{c/f  
- 批处理模式文件的交互式访问 <sO?ev[  
- 外部数学函数和工具 //~POm  
m**0rpA  
y-%nJD$  
批处理模式文件 - 执行仿真 2rF?Q?$,B  
- 光学参数和仿真结果存储 Sy4 mZ}:  
_k6x=V;9g  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 @X K>  
c]e`m6  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 N&?T0Ge;  
4=~ 9v  
E!dz/.  
qo)Q}0  
创建批处理模式文件 (QhG xuC  
 V+peO  
C2CYIo k$&  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 t'dHCp}  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 mXQl;  
- parameters.xml NY.}uZ  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 S@9w'upd  
- sample_batch.bat g[m3IJzq  
包含要执行的命令的批处理文件 @bc[ eas  
- system.os h U 9\y  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 8mk}nex  
j?Cr31  
L[CU  
|sA4:Aq  
修改批处理文件 N-X VRuv  
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ub[""M?  
D/gd  
使用批处理文件执行仿真 j|&{e91,?  
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XC*uz  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 7bA4P*  
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Ko1AaX(I'+  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 8FB\0LA!g  
#S@UTJa  
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参数扫描 - 变化单个参数 n^* >a  
f@wsS m  
j5PaSk&o=  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 C$$"{FfgU"  
•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。 ,:v.L}+Z  
•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。 \Pw8wayr%  
tn"Y9 k|  
I(z>)S'7r  
参数扫描 - 变化单个参数 aSn0o_4bD  
:hC {5!|  
•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。 [ED!J~lg8  
[>b  '}4  
u&1j>`~qJ  
OT-n\sL$  
参数扫描 - 变化多个参数 )p^m}N 6M]  
Aivu%}_|  
9X 5*{f Y  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 k)N2 +/  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 y3&Tv  
•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。
)m|X;eEo  
Vpug"aR&_  
F3k C"H  
UI|v/(_^F  
参数扫描 - 变化多个参数 ^/_\etV  
gGtep*k  
y+K7WUwhq  
`U {o:  
•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。 p<Zs*  @  
B'G*y2UnG  
"wT ~$I"  
Ov $N"  
多配置仿真 ^/`#9]<%  
p{mxk)A  
^4u3Q  
 opUKrB  
在多个配置中变化单个参数 v YRt2({}Z  
Rz<d%C;R  
•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。 N&0uXrw  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 D%c7JK  
•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。 5]4<!m  
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w5dI k]T  
n:5O9,umZ  
在多个配置中变化单个参数 l|@/?GaH  
q|47;bK'  
•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。 ,Az`6PW  
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{Y3_I\H8{  
具有多个配置的参数优化 veYsctK~  
aBqe+FXp4  
/(hP7_]`2  
•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。 ]MqH13`)A  
•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。 |d/x~t=  
,? 0-=o  
V e$5w}a4  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 Uy$U8b-ov  
Dyouk+08x  
Z ,|1G6f@  
U}RS*7`  
文件信息 WuP([8  
M5cOz|j/*R  
RvyBg:Aj5  
C>w9 {h  
更多阅览 s0XRL1kWr  
- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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