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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 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 $X\deJ1Hi  
#{f%b,.yxt  
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- K%hug  
MATLAB A!GQ4.~%  
- 批处理模式文件的交互式访问 8bTE# 2+-  
- 外部数学函数和工具 .#Vup{.  
W)~}o<a)[  
!_i;6UVG  
批处理模式文件 - 执行仿真 ja2BK\"1:  
- 光学参数和仿真结果存储 [H4)p ,R  
(JX 9c  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 wk9qyv<  
&=>|? m8  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 ]=Tle&yM+T  
V'M#."Of/  
*xV  
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创建批处理模式文件 'nQQqx%v  
fVvB8[(;~  
H$M{thW  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 Oaj$Z- f  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 3'jH,17lWV  
- parameters.xml ehTRw8"R  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 bmP2nD6  
- sample_batch.bat &x.n>O  
包含要执行的命令的批处理文件 4 Q<c I2|  
- system.os U32&"&";c  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) @9AK!I8f  
Dkyw3*LCn%  
~q,Wj!>Ob  
zd0 [f3~  
修改批处理文件 lHI?GiB@  
T*1`MIkv  
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使用批处理文件执行仿真 @AfC$T  
5sZqX.XVF  
{8e4TD9E0  
P.Gmj;  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) q /eod  
kE[Hq-J=N  
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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  
c4 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$7{nQ  
•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 u!TMt8+c  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 cNG`-+U'  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
Gq =i-I  
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JLh{>_Rr  
2'-o'z<  
参数扫描 - 变化多个参数 Jl-:@[;  
%mNd9 ]<  
b@ OF  
k.?@qCs[  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 W/G75o~6  
@XN*H- |  
V]6CHE:BS  
gV;9lpZ2  
多配置仿真 4=C7V,a  
:89AYqT"  
zw}Wm4OH  
.*{0[  
在多个配置中变化单个参数 5K {{o''  
LLd5Z44v  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 ~!#2s'  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 O>/& -Wk=  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 Y~P* !g  
t$(<9  
`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  
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rk< 3QXv  
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