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

摘要

复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件，因为单个软件很难为研究的不同领域提供所需的功能。通过标准批处理模式，我们演示了如何使用Python访问VirtualLab Fusion中的场求解器并使用Python执行光学仿真。 本示例演示了如何进行严格光栅分析和参数扫描。

 

工作流程概述

 

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

•打开批处理文件，例如在记事本中打开 

 - 删除输出选项

（在此示例中，没有子文件夹）

 - 并修改仿真引擎

（在本例中，仅使用光栅级次分析器）

 

使用批处理文件执行仿真

•建议先执行批处理文件，并将其作为完整工作流程的预检查。

•执行后，将生成一个新文件

 - 结果

包含结果值的xml文件

•也可以打开结果xml文件以检查结果值。

 

使用Python执行仿真（通过批处理）

 

使用 Python执行仿真（通过批处理）

参数扫描 - 变化单个参数

•Python基础文件也可以用作另一个Python文件中的子函数。

•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

参数扫描 - 变化多个参数

•可以灵活地应用PYTHON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。

 

2D参数扫描 - 变化多个参数

•要使用示例文件，请直接将Python文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中，调整工作路径，然后执行。
 

文件信息