摘要

 

因為單個軟件很難為研究中的不同領(lǐng)域提供所需的功能，所以通常復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的建模和設(shè)計通常需要同時使用多個軟件。 通過標(biāo)準(zhǔn)批處理模式，我們演示了如何使用MATLAB訪問VirtualLab Fusion的場解算器并使用MATLAB執(zhí)行光學(xué)仿真。 本示例展示了基于多種配置的嚴(yán)格光柵分析，參數(shù)掃描和優(yōu)化。

 

工作流程概述

 

MATLAB

 - 批處理模式文件的交互式訪問

 - 外部數(shù)學(xué)函數(shù)和工具

批處理模式文件

 - 執(zhí)行仿真

 - 光學(xué)參數(shù)和仿真結(jié)果存儲

VirtualLab Fusion

 - 光學(xué)設(shè)置定義

 - 內(nèi)核仿真引擎

在VirtualLab Fusion中定義光學(xué)設(shè)置

 

在VirtualLab中生成相應(yīng)的光學(xué)設(shè)置

 

 

 

創(chuàng)建批處理模式文件

 

?首先,我們?yōu)檫x定的光學(xué)設(shè)置創(chuàng)建批處理模式文件。

?在所選文件夾中，生成三個新文件

 - parameters.xml

包含VirtualLab光學(xué)設(shè)置的所有參數(shù)的xml文件

 - sample_batch.bat

包含要執(zhí)行的命令的批處理文件

- system.os

包含原始光學(xué)設(shè)置的os文件（VirtualLab文件格式）

 

修改批處理文件

 

 

使用批處理文件執(zhí)行仿真

 

 

使用MATLAB執(zhí)行仿真（通過批處理）

 

 

使用MATLAB執(zhí)行仿真（通過批處理）

 

參數(shù)掃描 - 變化單個參數(shù)

 

?MATLAB基礎(chǔ)文件也可以用作另一個MATLAB文件中的子功能。

?作為示例，我們演示了如何掃描光學(xué)設(shè)置中的選定參數(shù)，并檢查對結(jié)果的影響。

?在此例子中，光柵深度是變化的，主要研究的是第-1級的衍射效率。

參數(shù)掃描 - 變化單個參數(shù)

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan1D復(fù)制到工作文件夾中，調(diào)整工作路徑，然后執(zhí)行。

 

 

參數(shù)掃描 - 變化多個參數(shù)

 

?可以靈活地應(yīng)用MATLAB基礎(chǔ)文件。

?例如，可以改變多個變量并在參數(shù)空間上進(jìn)行多維掃描。

?在此示例中，光柵深度和填充因子都是變化的，主要研究的是第-1級次的衍射效率。

 

 

參數(shù)掃描 - 變化多個參數(shù)

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan2D復(fù)制到工作文件夾中，調(diào)整工作路徑，然后執(zhí)行。

 

多配置仿真

 

在多個配置中變化單個參數(shù)

 

?使用MATLAB基礎(chǔ)文件訪問每個配置的子函數(shù)，我們定義了另一個具有變化參數(shù)的.m文件。

?作為示例，我們演示了如何在TE和TM配置中改變光柵深度。

?主要研究的是兩種偏振狀態(tài)的第-1階的衍射效率以及它們的平均值。

 

在多個配置中變化單個參數(shù)

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan1DTETM復(fù)制到工作文件夾中，調(diào)整工作路徑，然后執(zhí)行。

 

具有多個配置的參數(shù)優(yōu)化

 

?基于前面的示例，我們演示了如何通過使用Matlab內(nèi)置的最小化函數(shù)優(yōu)化所選參數(shù)來代替掃描。

?例如，將光柵深度設(shè)置為變量，并且TE和TM偏振的平均效率將被最大化。

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan1DTETM復(fù)制到工作文件夾中，調(diào)整工作路徑，然后執(zhí)行。

 

文件信息

 

更多閱覽

- Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python