【源码】基于Python和SPINS框架的光学设计优化工具

项目简介

本项目是基于Python和SPINS框架实现的用于解决光学设计优化问题的工具。它提供了创建和优化问题图、处理参数化设计、执行电磁场模拟、计算功率传输和重叠积分等一系列功能，旨在助力研究者和工程师在光学设计中快速高效地找到最佳解决方案。

项目的主要特性和功能

1. 问题图（Problem Graph）：提供强大框架创建和优化问题图，可定义不同节点（模拟空间、源、重叠、参数化等）和转换（优化器、参数初始化等）。
2. 参数化设计：支持多种参数化设计策略，如直接参数化、立方参数化和Hermite参数化，方便用户调整参数优化设计。
3. 电磁场模拟：基于有限差分频域（FDFD）实现电磁场模拟功能，支持平面波、高斯光束和波导模式的源。
4. 功率传输和重叠积分：可计算通过指定平面的功率量和重叠积分，用于评估和优化设计性能。
5. 监视器和日志记录：在优化过程中可监视函数输出并记录日志，便于理解和调试优化过程。
6. 序列化和反序列化：提供优化计划的序列化和反序列化功能，方便保存和加载优化计划。

安装使用步骤

安装依赖

• 安装Python环境。
• 安装所需的Python库，如schematics、pandas、numpy等。

快速开始

• 复制项目代码： bash cd optpoly
• 安装项目依赖： bash python setup.py install

2D FDTD Simulation

• 生成GDS文件： bash cd mytest python gdsgen.py
• 执行仿真： bash python mytest.py
• 获取运行结果： bash python monitors.py

3D FDTD Simulation

• 安装Docker和CUDA 10.0 Toolkit。
• 安装NVIDIA - Docker。
• 获取镜像源并运行Docker容器： bash cd maxwell-b vim run_docker ./run_docker docker exec -it [container-name-or-id] bash
• 进入容器后安装依赖并运行仿真： bash source /pyenv/bin/activate apt-get update apt-get install -y git vim pip3 install ./spins-b
• 从宿主机复制文件到容器内并执行仿真： bash docker cp *.py [container-name-or-id]:/app/spins-b/[dest] docker cp *.gds [container-name-or-id]:/app/spins-b/[dest]

分析和调试

使用监视器和日志记录功能，分析和调试优化过程，理解设计的性能和优化结果。

保存和加载优化计划

使用项目的序列化和反序列化功能，保存和加载优化计划，方便后续工作。

以上步骤仅为项目使用的一般概述，具体细节可能因项目实际需求和实现而不同，建议查阅项目文档或参考相关示例代码获取更详细说明和示例。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】