使用VirtualLab Fusion和MATLAB進行跨平臺光學建模和設

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時間:2021-09-27 16:31來源:未知作者: infotek點擊:次列印

VirtualLab Fusion允許對其求解器進行外部訪問。如果需要使用VirtualLab以外的資料處理或優化工具，

這一點是很有幫助的。通過標準的批次處理模式，我們展示了如何使用MATLAB在後臺觸發VirtualLab來運

行光學類比並輸出其結果，然後可以用MATLAB的功能進一步處理和視覺化。作為例子，我們展示了嚴格

的光柵分析、參數化掃描和優化。

工作流程概述

MATLAB
- 批次處理模式檔的互動式訪問
- 外部數學函數和工具

批次處理模式檔
- 執行模擬
- 光學參數和模擬結果存儲

VirtualLab Fusion
- 光學設置定義
- 內核模擬引擎

在VirtualLab中生成相應的光學設置

創建批次處理模式檔

批次檔內容

批次檔可以用任何類似編輯器的程式打開。

生成批次檔後，將列出盡可能多的命令來觸發VirtualLab Fusion模擬，就像光學設置文檔中提供的模擬引擎一樣，

例如。

場追跡

經典場追跡

光線追跡

光線追跡系統分析器

通常不需要所有類型的模擬，也不需要所有可選參數，例如生成輸入結果的子資料夾。

命令如下所示：

virtuallab.exe -performLPD {1} {2} [-parameters {3}] [-engine {4}] [-subfolder]

修改批次檔

使用批次檔執行模擬

檢查批次檔生成的模擬結果

VirtualLab Fusion中的結果

xml檔中的結果（可在簡單文字編輯器或互聯網流覽器中查看）

使用MATLAB執行模擬（通過批次處理）

我們編寫了一個基本的MATLAB函數來執行批次檔和交互相關的xml檔。

將VLFBatchEvaluation.m檔直接複製到上一個工作資料夾。

使用MATLAB執行模擬（通過批次處理）

在此示例中，可以使用以下命令執行MATLAB函數

參數掃描 - 改變單個參數

MATLAB基礎檔也可以用作另一個MATLAB檔中的子函數。

作為示例，我們演示了如何掃描光學設置中的選定參數，並檢查對結果的影響。

在此例中，光柵深度是變化的，主要研究的是第-1級的透射衍射效率。

參數掃描 - 改變單個參數

使用示例檔，請直接將MATLAB檔ParameterScan1D.m複製到工作資料夾中，調整工作路徑，然後執行。

參數掃描 - 改變多個參數

可以靈活地應用MATLAB基礎檔。

例如，可以改變多個變數並在參數空間上進行多維掃描。

在此示例中，光柵深度和填充因數都是變化的，主要研究的依然是第-1級次的衍射效率。

參數掃描 - 改變多個參數

要使用示例檔，請直接將MATLAB檔ParameterScan2D複製到工作資料夾中，調整工作路徑，然後執行。

多重配置模擬

在多個配置中改變單個參數

作為一個例子，我們演示了如何在TE和TM配置中改變光柵深度。

研究了兩種偏振態的-1級衍射效率及其平均值。

為此，另一個示例性MATLAB檔已提供：“ParameterScan1DTETM.m”。

使用TE/TM設定檔訪問兩個子資料夾，並使用不同參數觸發模擬。

在多個配置中改變單個參數

請直接將MATLAB檔“ParameterScan1DTETM.m”複製到工作資料夾中，調整工作路徑，然後執行。

具有多個配置的參數優化

基於前面的示例，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數，並且TE和TM偏振的平均效率將被最大化。

為此，另一個示例性MATLAB檔已經被提供："ParametricOptimization1D.m"。

請直接將MATLAB檔"ParametricOptimization1D.m"複製到工作資料夾中，調整工作路徑，然後執行。

檔案資訊

更多閱覽

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

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