使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 o4Ba l^=[ i/Hi 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。 \m.{^Xd~ qzyQ2a_p
eeX)JC0A %Mu dc 工作流程概述 jf2E{48P >%[W2L\' 0!zWXKX x-W0 h MATLAB ~p 1y+ - 批处理模式文件的交互式访问 [p(C:rH - 外部数学函数和工具 # \M<6n{ e'?(`yW> +*!! 批处理模式文件 - 执行仿真 d8K^`k+x - 光学参数和仿真结果存储 NSkI2>+P 2]'ozs$|v VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 F`N*{at ](ninSX1w
在VirtualLab中生成相应的光学设置 &Y&zUfA := 8vy .KD07 aD:+,MZ 创建批处理模式文件 XU54skN R3<+z $pKS['J0 •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。
g$97"d' •在所选文件夹中,生成三个新文件 dvf*w:5K! - parameters.xml 4H:WpW*r 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 ~E\CAZ - sample_batch.bat R}]FIu 包含要执行的命令的批处理文件 a"zoDD/ - system.os v7R&9kU{ 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) ubQ(O uM" ,)RdXgCs
~DD/\V 4>W`XH 修改批处理文件 /IC'R"V a VuY.})+J:
N4:'X6u; y/FisX 使用批处理文件执行仿真 y\[=#g1(@ }B5I#Af7
p#kC#{<nE JjmL6(*ui 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ZUu^==a x\%egw
{
nV zN( GxkG$B 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) NR*SEbUU* VtO+=mZV
U,=K_oBAq 参数扫描 - 变化单个参数 A=$oYBB ST3qg6Cq2J Vo%d;>!G\; •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 1bBK1Uw •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。 AUC<
m. •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。 vf2K2\fn Y8PT`7gd`
Bag#An1 参数扫描 - 变化单个参数 8VZ-`?p xYT.J 6 •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。 +[ItkfSod! P5>CSWy%
"7HB3?2>W my1kF%? 参数扫描 - 变化多个参数 BGX@n#: ng*%1;P 'm|m+K83 •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 :~(im_r •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 z'lNO| nU •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。 >-P0wowL zqh{=&Tjx
c
#kV+n< i7rq;t< 参数扫描 - 变化多个参数 L|X5Ru Z=0W@_s qN@a<row&~ U3}R^W~eb •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。 qedGBl& |Z ,G
Aq!['G spJ(1F{|V 多配置仿真 ??Zmj:8E' 9#<Og>t2y
F:S,{&jB {ZXC%(u 在多个配置中变化单个参数 B5:g{,C <^U(ya •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。 g5Rm!T+@I< •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 91H0mP>ki •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。 >x4[7YAU{ 3Mx@
)\-";?sYky sw|:Z(` 在多个配置中变化单个参数 7X(]r1-+\ *Xoscc •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。 \'Ta8
J\3} il
N [+g@@\X4 具有多个配置的参数优化 5vft}f G%!\ p:w = O1;vc}AA •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。 |*KS<iHr% •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。 A Vm{#^p[( Jwd&[
O
V:BX"$J1 •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。 rxj@NwAno nKB&|!
zpqGh
|