파이미심

PyMieSim 은 Mie 산란 시뮬레이션을 수행하기 위한 강력하고 유연한 프레임워크를 제공하도록 설계된 Python 라이브러리입니다. 이 소프트웨어는 설치 및 작동이 간편하여 신규 사용자와 숙련된 연구자 모두가 접근할 수 있습니다. PyMieSim을 사용하면 사용자는 다양한 구성에서 입자의 산란 특성을 탐색할 수 있으며 단일 산란 이벤트를 조사하고 대규모 매개변수 실험을 수행하는 데 적합합니다.

PyMieSim의 핵심에는 다양한 유형의 산란기에 최적화된 세 가지 솔버가 포함되어 있습니다.

구형 입자
무한한 원통형 입자
코어-쉘 구형 입자

또한 이 소프트웨어를 통해 사용자는 특정 시뮬레이션 요구 사항에 따라 광원 및 감지기 속성을 맞춤 설정할 수 있습니다. 패키지는 모듈식이며 사용자가 최소한의 노력으로 복잡한 산란 시나리오를 모델링할 수 있는 직관적인 인터페이스를 제공합니다.

메인 서브모듈

PyMieSim은 두 가지 기본 하위 모듈로 구성됩니다.

단일 : 다음과 같은 개별 산란 이벤트 분석에 중점을 둡니다. - 원거리 분포 - 산란 위상 함수 - 스토크스 매개변수
실험 : Qsca, Qext, g 및 결합(전력)과 같은 산란 매개변수가 소스, 산란기 및 검출기의 변형을 통합하여 대규모 데이터 세트에서 어떻게 작동하는지 탐색하기 위해 설계되었습니다.

두 하위 모듈 모두 원활하게 함께 작동하므로 PyMieSim을 광범위한 산란 시뮬레이션에 적용할 수 있습니다.

시작하기

Python에서 PyMieSim을 사용하려면 패키지를 설치하고 이를 스크립트에 통합하기 시작하면 됩니다.

설치

PyMieSim은 Windows, Linux, macOS(Apple M1/M2 칩 포함) 및 ARM 아키텍처를 지원합니다. 패키지를 설치하려면 pip를 사용하십시오.

 pip 설치 PyMieSim

자세한 내용은 패키지 사용 방법에 대한 포괄적인 가이드가 있는 설명서를 참조하세요.

예제 코드

다음은 간단한 Mie 산란 시뮬레이션에 PyMieSim을 사용하는 방법의 예입니다. 이 예에서는 광원, 산란기 및 감지기를 구성하고 산란 데이터를 검색하는 방법을 보여줍니다.

 numpy를 np로 가져오기from PyMieSim.experiment.scatterer import Spherefrom PyMieSim.experiment.source import Gaussianfrom PyMieSim.experiment import Setupfrom PyMieSim.units 가져오기 나노미터, 도, 와트, AU, RIUsource = Gaussian(wavelength=np.linspace(400, 1000, 500) ) * 나노미터,편광=0 * 도,optical_power=1e-3 * 와트,NA=0.2 * AU)산란체 = 구(직경=[200] * 나노미터,속성=[4] * RIU,medium_property=1 * RIU, 소스=소스)실험 = 설정(scatterer=scatterer, 소스=소스)dataframe = Experiment.get('Qsca')dataframe.plot_data(x="소스:파장")

Wikipedia에서 찾은 것과 동일한 다음 그림을 생성합니다.

이것은 실제로 실행되는 PyMieSim의 한 예일 뿐입니다. 설명서의 예제 섹션에서 더 많은 예제를 찾을 수 있습니다.

예

다음은 PyMieSim의 기능을 보여주는 몇 가지 추가 예입니다:

예 1: CoreShell 입자에 대한 플라즈몬 공명

예 2: 구형 입자의 산란 효율과 직경 비교

수동 건물

프로젝트를 수동으로 빌드하는 것을 선호하거나 빌드해야 하는 경우(예: Apple 실리콘 장치의 경우) C++ 컴파일러(예: gcc)와 Fortran은 물론 Python 3.7+도 설치되어 있는지 확인하세요.

빌드 지침

리눅스/맥OS

 자식 클론 https://github.com/MartinPdeS/PyMieSim.gitcd PyMieSim
git 하위 모듈 초기화 && git 하위 모듈 업데이트
mkdir 빌드cd 빌드
cmake ../ -G"Unix Makefiles"sudo make installcd ..
python -m pip 설치 .

Windows의 경우 CMake를 호출할 때 Unix Makefiles 대신 MinGW Makefiles를 사용하세요.

테스트

다음 명령을 실행하여 PyMieSim의 로컬 버전을 테스트할 수 있습니다:

 자식 클론 https://github.com/MartinPdeS/PyMieSim.gitcd PyMieSim
pip 설치 PyMieSim[테스트 중]
파이테스트

그러면 일련의 단위 테스트가 실행되고 적용 범위 세부 정보가 제공됩니다.

구글 코랩

2024년에는 로컬 머신에서 코드를 실행하는 것이 선택 사항입니다! Google Colab의 강력한 기능을 활용하여 PyMieSim을 원격으로 실행할 수 있습니다. 대화형 경험을 위해 제공된 Colab 노트북을 사용하세요.

PyMieSim 인용

PyMieSim이 귀하의 연구에 기여했다면 다음 논문을 인용해 주시기 바랍니다.

 @article{PoinsinetdeSivry-Houle:23,
    작성자 = {Martin Poinsinet de Sivry-Houle 및 Nicolas Godbout 및 Caroline Boudoux},
    저널 = {Opt. 연속체},
    title = {PyMieSim: 빠르고 유연한 원거리장 Mie 산란 시뮬레이션을 위한 오픈 소스 라이브러리},
    볼륨 = {2},
    번호 = {3},
    페이지 = {520--534},
    연도 = {2023},
    doi = {10.1364/OPTCON.473102},
}

여기에서 전체 기사에 액세스할 수 있습니다.