使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 NgI n\)
=0 I(rZ(|^A 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。 Ec2?'*s <D}yqq@|
J_-K"T|f PvHX#wJ 工作流程概述 $X\deJ1Hi #{f%b,.yxt pc+'/~ -K%hug
MATLAB A!GQ4.~% - 批处理模式文件的交互式访问 8bTE#2+- - 外部数学函数和工具 .#Vup{. W)~}o<a)[ !_i;6UVG 批处理模式文件 - 执行仿真 ja2BK\"1: - 光学参数和仿真结果存储 [H4)p ,R (JX 9c VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 wk9qyv< &=>|? m8
在VirtualLab中生成相应的光学设置 ]=Tle&yM+T V'M#."Of/ *xV ~~iFs ,9 创建批处理模式文件 'nQQqx%v fVvB8[(;~ H$M{thW •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Oaj$Z-
f •在所选文件夹中,生成三个新文件 3'jH,17lWV - parameters.xml ehTRw8"R 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 bmP2nD6 - sample_batch.bat &x.n>O 包含要执行的命令的批处理文件 4
Q<c I2| - system.os U32&"&";c 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) @9AK!I8f Dkyw3*LCn%
~q,Wj!>Ob zd0[f3~ 修改批处理文件 lHI?GiB@ T*1 `MIkv
`:*O8h~i^8 9D`p2cO 使用批处理文件执行仿真 @AfC$T 5sZqX.XVF
{8e4TD9E0 P. Gmj; 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) q/eod kE[Hq-J=N
XGcl9FaO} lU8X{SV! 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) LUKt!I0l ?Zh,W(7W
a0)] W%F 参数扫描 - 变化单个参数 78h!D[6 c 4
bo s$ZKd •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 ;y]BXW&l& •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。 S]g`Ds< •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。 c.{t +OR YgR}y+q^6
ojbms>a 参数扫描 - 变化单个参数 K06x7W ]&_z@Z.i •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。 t2hI^J0y i-M<_62c
Sej(jJX1 qk_YFR?R 参数扫描 - 变化多个参数 LA4,o@V` p"|0PlW |0$7{nQ •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 u!TMt8+c •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 cNG`-+U' •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。 Gq =i-I ftRzgW);
JLh{>_Rr 2'-o'z< 参数扫描 - 变化多个参数 Jl-:@[; %mNd9 ]< b@ OF k. ?@qCs[ •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。 W/G75o~6 @XN*H- |
V]6CHE:BS gV;9lpZ2 多配置仿真 4=C7V,a :89AYqT"
zw}Wm4OH .*{0[ 在多个配置中变化单个参数 5K {{o'' LLd5Z44v •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。 ~!#2s' •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 O>/&-Wk= •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。 Y~P*
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`Oe"s_O# JqP~2,T 在多个配置中变化单个参数 VL/KC-6 KCi0v •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。 p#>d1R1&
.Gn-` 25/M2u? 具有多个配置的参数优化 (dQsR sA B;r` 1
G M:R|hR{=* •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。 4C`p`AQqpQ •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。 _)-y& Tw@:sWC
@9\L|O'~? •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。 b9"HTQHl `+ 5,=S
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