摘要

 

因為單個軟件很難為研究中的不同領域提供所需的功能，所以通常復雜光學系統的建模和設計通常需要同時使用多個軟件。 通過標準批處理模式，我們演示了如何使用MATLAB訪問VirtualLab Fusion的場解算器并使用MATLAB執行光學仿真。 本示例展示了基于多種配置的嚴格光柵分析，參數掃描和優化。

 

工作流程概述

 

MATLAB

 - 批處理模式文件的交互式訪問

 - 外部數學函數和工具

批處理模式文件

 - 執行仿真

 - 光學參數和仿真結果存儲

VirtualLab Fusion

 - 光學設置定義

 - 內核仿真引擎

在VirtualLab Fusion中定義光學設置

 

在VirtualLab中生成相應的光學設置

 

 

 

創建批處理模式文件

 

?首先,我們為選定的光學設置創建批處理模式文件。

?在所選文件夾中，生成三個新文件

 - parameters.xml

包含VirtualLab光學設置的所有參數的xml文件

 - sample_batch.bat

包含要執行的命令的批處理文件

- system.os

包含原始光學設置的os文件（VirtualLab文件格式）

 

修改批處理文件

 

 

使用批處理文件執行仿真

 

 

使用MATLAB執行仿真（通過批處理）

 

 

使用MATLAB執行仿真（通過批處理）

 

參數掃描 - 變化單個參數

 

?MATLAB基礎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設置中的選定參數，并檢查對結果的影響。

?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。

參數掃描 - 變化單個參數

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan1D復制到工作文件夾中，調整工作路徑，然后執行。

 

 

參數掃描 - 變化多個參數

 

?可以靈活地應用MATLAB基礎文件。

?例如，可以改變多個變量并在參數空間上進行多維掃描。

?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。

 

 

參數掃描 - 變化多個參數

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan2D復制到工作文件夾中，調整工作路徑，然后執行。

 

多配置仿真

 

在多個配置中變化單個參數

 

?使用MATLAB基礎文件訪問每個配置的子函數，我們定義了另一個具有變化參數的.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

 

?要使用示例文件，請直接將MATLAB文件ParameterScan1DTETM復制到工作文件夾中，調整工作路徑，然后執行。

 

具有多個配置的參數優化

 

?基于前面的示例，我們演示了如何通過使用Matlab內置的最小化函數優化所選參數來代替掃描。

?例如，將光柵深度設置為變量，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復制到工作文件夾中，調整工作路徑，然后執行。

 

文件信息

 

更多閱覽

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