使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 W(uP`M%][0 PPwxk; 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。 U`bC>sCp 'a;ini
gx!*O<|e4 +A8=R%&b)[ 工作流程概述 U^M@um M a%7"_{s1 ?%\mQmjas ~K5Cr MATLAB vp\PYg;x - 批处理模式文件的交互式访问 0|+>A?E}E - 外部数学函数和工具 n!0${QVnS hmK8jl<6 Lnh':7FQJx 批处理模式文件 - 执行仿真 -`zG_]=- - 光学参数和仿真结果存储 -"~L2f"? G$;>ueM VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 ./ "mn3U Bii6Z@kS
在VirtualLab中生成相应的光学设置 E$]a?uA: Sk8%(JD7 y#]}5gJ gB(9vhj$ 创建批处理模式文件 R&6n?g6@/V Ms.PO{wb b%Wd<N2 •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 9 '2= •在所选文件夹中,生成三个新文件 (bg}an - parameters.xml kRmj"9oA 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 xK$}QZ) - sample_batch.bat {iA^rv| 包含要执行的命令的批处理文件 r#LnDseW - system.os wENzlXeOP 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) $z= 0[%L >j&1?M2C
pG0!ALT j.k@6[R>? 修改批处理文件 F|ETug
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M&"V &(gm4bTg 使用批处理文件执行仿真 riID,aut YV*b~6{d
zLh Fbyn( m])Lw@#9W 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) -Bj.hx* <\h*Zy
Uf# PoQ!y hO#HvW 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ]x1p!TSU CNut{4
llNXQlP\B 参数扫描 - 变化单个参数 TW>?h=.z e[s5N:IUd3 ICk(z~D~ •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 .
=&Jo9 •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。 e{5,'(1] •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。 3a'q`.L >b'w'"
m)r]F#@/ 参数扫描 - 变化单个参数 +Z > < X&s7%]n+ •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。 q&Q/?g>f M^uU4My
5lO^;.cS, w}d}hI 参数扫描 - 变化多个参数 N?$7Z v[G qh$X^%g )Lb72;!? •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 (Q'U@{s •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 d]MGN^%o •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。 aRX c -w0
prUHjS m*gj|1k 参数扫描 - 变化多个参数 r
^MiRa xo(k?+P>. z`OkHX*+2| lcCJ?!lsSW •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。 ^T{8uJ'kn b{BaQ>.(`
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J]7V\ 多配置仿真 _-/x;C v~}5u
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Va40X1 在多个配置中变化单个参数 P% Q@9kO> (`pNXQ0n •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。 WO@H* •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 =5Wp&SM6 •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。 :c=v} HVGr-/
o!utZmk$ g?V&mu 在多个配置中变化单个参数 AFm,CINa H UkerV •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。 q`[K3p
.gq(C9<B[ $3 4j6;oN 具有多个配置的参数优化 xg} ug[ Px#$uU {`F1u?l •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。 61Bhm:O5W •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。 69/?7r )v1CC..
Q&PB]D{ •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。 `L\)ahM f>z`i\1oO
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