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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:| 7d\r  
kT^`j^Jr  
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。 W$}2 $}r0U  
s2tNQtq 0W  
gxDyCL$h3  
Pr/q?qZY  
工作流程概述 vN6)Szim  
r"7 !J[u  
+nYF9z2  
U d+6=Us{  
MATLAB 43`Atw`\  
- 批处理模式文件的交互式访问 e{Mkwi+j  
- 外部数学函数和工具 2 I.Q-'@  
`j6O  
Z4k'c+  
批处理模式文件 - 执行仿真 CT.hBz -S  
- 光学参数和仿真结果存储 SR4 mbQ:  
P!R`b9_U  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 qz-lQ  
R|\kk?,u  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 m*AiP]Qu  
L3S29-T  
;%/}(&E2  
Q-e(>=Gv_  
创建批处理模式文件 / 7 R0w  
RHI?_gf&  
m4c2WY6k  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 A2nL=9~   
•在所选文件夹中,生成三个新文件 <@c9S,@t  
- parameters.xml *Fd(  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ,u5iiR  
- sample_batch.bat AHplvksb  
包含要执行的命令的批处理文件 a/~1CrYr  
- system.os x c?=fv  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) W> $mU&ew[  
K!tM "`a  
hIo ^/_K  
c*V/2" 5  
修改批处理文件 ?[8s`caK.  
xf3/J{n3  
E7U.>8C  
%PM8;]  
使用批处理文件执行仿真 _WBWFGj  
V4?]NFK  
z| m-nIM  
tIW~Ng  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ov Wm}!r  
dJ7!je1N*  
rVb61$  
xtd1>|  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) pE]s>T a  
A{wSO./3  
MJcWX|(y  
参数扫描 - 变化单个参数 j>O!|V  
tf{o=X.)  
q[~+Zm  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 (p?B=  
•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。 $_u)~O4$  
•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。 s,8g^aF4  
jY $3   
DP &*P/  
参数扫描 - 变化单个参数 n{z!L-x^b  
K;~I ;G  
•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。  tZN'OoZ  
82w=t  
=R||c  
}N#hg>; B  
参数扫描 - 变化多个参数 Z:<6Ck  
0' II6,:  
()EiBl(kWk  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 KqWt4{\8v`  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 R?J=5tO  
•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。
hR~~k~84  
&&|c-mD+*  
@<=<?T> 1  
XjJ[7"hs*  
参数扫描 - 变化多个参数 ;c0z6E /  
F44KbUH  
$w ,^q+  
Bpdx]5qfK  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。  pytF K)U  
JX2@i8[~  
!^(?C@TQ  
McRfEF \  
多配置仿真 [UYE.$Y#(  
7Ezy-x2h  
S,^)\=v  
hD>cxo  
在多个配置中变化单个参数 6e :#x:O  
c>yqq'  
•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。 >jg"y  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 629 #t`W\  
•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。 hBNA,e:  
>Ef{e6  
H4IJLZ3G  
"/$2oYNy+  
在多个配置中变化单个参数 (@;=[5+  
:B5M#D!dO  
•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。 &bT \4  
yDe#,|-p  
n8'#'^|  
具有多个配置的参数优化 _*LgpZ-2(  
N9gbj%+  
@0U={qX  
•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。 fHR^?\VVp  
•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。 ~)IiF.I b  
3.<E{E!F  
gP:H_nVh  
•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。 _/@u[dWeL  
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文件信息 b*W01ist  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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