使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要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。工作流程概述MATLAB- 批处理模式文件的交互式访问- 外部数学函数和工具批处理模式文件- 执行仿真- 光学参数和仿真结果存储VirtualLab Fusion- 光学设置定义- 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置在VirtualLab中生成相应的光学设置创建批处理模式文件•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。•在所选文件夹中生成三个新文件- parameters.xml包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件- sample_batch.bat包含要执行的命令的批处理文件- system.os包含原始光学设置的os文件VirtualLab文件格式修改批处理文件使用批处理文件执行仿真使用MATLAB执行仿真通过批处理使用MATLAB执行仿真通过批处理参数扫描 - 变化单个参数•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。•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。•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。参数扫描 - 变化单个参数•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。参数扫描 - 变化多个参数•可以灵活地应用MATLAB基础文件。•例如可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。•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。参数扫描 - 变化多个参数•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。多配置仿真在多个配置中变化单个参数•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。•作为示例我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。•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。在多个配置中变化单个参数•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。具有多个配置的参数优化•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。•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。•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。文件信息