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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 `o{ Z;-OF  
&9flNoNR9  
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。 a(vt"MQ_  
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@ ;!IPiU  
MAYb.>X#>  
工作流程概述 B<I(t"s  
BSMb(EnqX  
J>v[5FX+  
LVg#E*J  
MATLAB 82@^vX  
- 批处理模式文件的交互式访问 Ibz9j uY  
- 外部数学函数和工具 >h8m)Q  
T!,5dt8L  
=W7-;&  
批处理模式文件 - 执行仿真 ow \EL  
- 光学参数和仿真结果存储 3*I\#Z4p1  
"BT M,CB  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 he~8V.$  
#8h7C8]&  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 ^>an4UJ t  
fYPu%MN7  
cRs.@U\{R\  
~T H4='4W3  
创建批处理模式文件 xy:Mb =r  
aUNA` L  
X`_tm3HC  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 /lR*ab  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 SWw!s&lP&  
- parameters.xml w\i]z1  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 eikZ~!@  
- sample_batch.bat nam]eW  
包含要执行的命令的批处理文件 %P~;>4i,  
- system.os HXT"&c|  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) 33<{1Y[Q6E  
U+'zz#0qN  
Zq&'a_  
X~& 8^?  
修改批处理文件 w-JWMgY8w  
Ag2~q  
B~]6[Z  
!2Ompcr1  
使用批处理文件执行仿真 6IRRRtO(  
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5ph CEKt;  
<ot`0  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) mCt/\  
nGWy4rY2S  
G^ k8Or2  
:Ni#XZ{F-/  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) .n+ ;&5  
tvf.K+  
1o/(fy  
参数扫描 - 变化单个参数 ~q+AAWL  
zd2_k 9  
Hd;NvNS  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 ,<+:xl   
•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。 ;;i419  
•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。 Q3& ?28  
2hNl_P~z1u  
vh&~Y].W Y  
参数扫描 - 变化单个参数 a ub$4n!C9  
^L.I9a#]  
•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。 837:;<T  
!Z>,dN  
<t!0{FJ  
:j3^p8]  
参数扫描 - 变化多个参数 SJ22  
FZU1WBNL%t  
 *`qI<]!  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 }8l+Jd3"  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 $ #/8l58  
•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。
 8zRw\]?  
Ow1+zltgj-  
Pl|I{l*o(`  
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参数扫描 - 变化多个参数 Xo(W\Pes  
M@q)\UQ'  
%vf;qVoA~  
v@2?X4n  
•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。 $B>L_~cS  
cuG;1,?b  
g&B7Y|Es  
K4NzI9@  
多配置仿真 >~_>.R+{  
3- d"-'k  
>>R)?24,<  
2&s(:=  
在多个配置中变化单个参数 MD1d  
xXV15%&  
•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。 kz#x6NXj  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 R 'mlKe x  
•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。 {![E)~  
8BS$6Pa  
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\FO 4A  
在多个配置中变化单个参数 j\.pS^+  
L(`q3>iC4.  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 t nmz5Q  
r_a1oO:  
lQ.3_{"s  
具有多个配置的参数优化 [S`Fm>,  
E&W4`{6K4  
c$hoqi |tD  
•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。 <l9qhqHv&  
•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。 97 !VH> MX  
V SH64  
UB;~Rf(.  
•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。 `jFvG\aC  
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GZFLJu  
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文件信息 BtWm ZaKi  
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- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python
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