使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 8COGsWK WUXx;9 > 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。 (Y? gn)*t 6@F9G4<Z
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;Pj9 +`3)o PV) 工作流程概述 BLf>_bUk '9Xu
p h-K_Lr] vDhh>x( MATLAB rCbDu&k] - 批处理模式文件的交互式访问 qUW!
G&R - 外部数学函数和工具 }9# r0Vja M@H;pJ+B UapC"XYJ 批处理模式文件 - 执行仿真 S8wLmd> - 光学参数和仿真结果存储 5o'FS{6U RVA(Q[ ; VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 w3obIJm 6"O+w=5B
在VirtualLab中生成相应的光学设置 G kl71VX Y^;ovH~ ve gw3K+P PI:4m%[ 创建批处理模式文件 O1U= X:Zl RYQR(v M2>Vj/ •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 =9boya,> •在所选文件夹中,生成三个新文件 P%:wAYz1^O - parameters.xml 6azGhxh 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 i$:*Pb3mV - sample_batch.bat 'qb E= 包含要执行的命令的批处理文件 nn:.nU|I - system.os L~rBAIdD 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) p;59? ^w@%cVh
sV{,S>s mAj?>;R2$2 修改批处理文件 j_!F*yul 7uS~MW
jrlVvzZ rb2S7k0{ 使用批处理文件执行仿真 QQ*hCyw! hz;G$cuEE
J6s`'gFns \FbvHr, 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) .9 on@S q77;ZPfs8
Utj&]RELK [#<-ZC#T* 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) U0
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uR 参数扫描 - 变化单个参数 MSQEO4ge \:# L) szZr4y<8|1 •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 +eWQa`g •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。 =)H.cuc •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。 @Q
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F#,90F' 参数扫描 - 变化单个参数 <ktrPlNuM P_dCR •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。 V%7WUq Gv!2f
NR5gj-B[ ~9a<0Mc? 参数扫描 - 变化多个参数 v}}F,c(f nMq,F#`3N Sxt"B •可以灵活地应用MATLAB基础文件。
acajHs •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 ="1Ind@w!
•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。 %B2'~|g G}9Jg
rKe2/4>0X q~b& 参数扫描 - 变化多个参数 Go`vfm"S )al]*[lY f
O}pj: =57>!) •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。 2@n{yYwy }Sm(]y
s[RAHU G, }Yl 多配置仿真 ^]>O;iB? {g'(~ qv
WrnrFz FZ{h?#2? 在多个配置中变化单个参数 *<$*"p Q,,e+exbb5 •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 h"[AOfTE$ •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 zq3\}9 •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。 JK7G/]j+Ez 9@SC}AF.
!{+,B5 Hc 5N#aXG^9 在多个配置中变化单个参数 fbyd"(V8r s$zLiQF; •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 lF<]8m%F
`[y^ :mj 3H'sHuK"X 具有多个配置的参数优化 on!,c>nNa w1FcB$ =Pyj%4Rs •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。 {UX!go^J •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。 $!-yr7 lne|5{h
[7:,?$tC •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。 DHg:8%3x =eq[:K<6
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