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infotek 2025-08-06 08:03

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@F9G 4<Z  
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+`3)oPV)  
工作流程概述 BLf>_b Uk  
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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$:*Pb3mV  
- sample_batch.bat 'qb E=  
包含要执行的命令的批处理文件 nn:.nU|I  
- system.os L~rBAIdD  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) p;59?  
^w@%cVh  
sV{,S>s   
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修改批处理文件 j_!F*yul  
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使用批处理文件执行仿真 QQ*hCyw!  
hz;G$cuEE  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) .9on@S  
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Utj&]RELK  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) U0 Yll4E  
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_"Dv uR  
参数扫描 - 变化单个参数 MSQEO4ge  
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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.c uc  
•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 ]=\N:  
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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  
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NR 5gj-B[  
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参数扫描 - 变化多个参数 v}}F,c(f  
n Mq,F#`3N  
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•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。
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参数扫描 - 变化多个参数 Go`vfm"S  
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•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  
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G, }Yl  
多配置仿真 ^]>O;iB?  
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在多个配置中变化单个参数 *<$*"p  
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•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 h"[AOfTE$  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 zq 3\}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  
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5N#aXG^9  
在多个配置中变化单个参数 fbyd"(V 8r  
s$zLiQF;  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 lF<]8m%F  
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3H'sHuK"X  
具有多个配置的参数优化 on!,c>nNa  
w1F cB$  
=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  
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