皮米西姆

PyMieSim是一个 Python 库，旨在为执行 Mie 散射模拟提供强大且灵活的框架。该软件易于安装和操作，无论是新用户还是经验丰富的研究人员都可以使用。 PyMieSim 使用户能够探索各种配置下粒子的散射特性，并且专为研究单个散射事件以及进行大规模参数实验而定制。

PyMieSim 的核心包括三个针对不同类型的散射体进行优化的求解器：

球形颗粒
无限圆柱形粒子
核壳球形颗粒

该软件还允许用户根据具体的模拟需求定制光源和探测器属性。该软件包是模块化的，为用户提供了直观的界面，可以轻松地对复杂的散射场景进行建模。

主要子模块

PyMieSim 分为两个主要子模块：

single ：专注于分析单个散射事件，例如： - 远场分布 - 散射相位函数 - 斯托克斯参数
实验：旨在探索散射参数（例如 Qsca、Qext、g 和耦合（功率））在大型数据集上的表现，结合源、散射体和探测器的变化。

两个子模块无缝协同工作，使 PyMieSim 适用于各种散射模拟。

入门

要在 Python 中使用 PyMieSim，只需安装该包并开始将其合并到您的脚本中。

安装

PyMieSim 支持 Windows、Linux、macOS（包括 Apple M1/M2 芯片）和 ARM 架构。要安装该软件包，请使用 pip：

 pip 安装 PyMieSim

有关更多详细信息，请访问文档以获取有关如何使用该包的综合指南。

示例代码

以下是如何使用 PyMieSim 进行简单的米氏散射模拟的示例。此示例演示如何配置光源、散射器和检测器并检索散射数据：

从 PyMieSim.experiment.scatterer 导入 numpy as npfrom PyMieSim.experiment.scatterer 导入 Spherefrom PyMieSim.experiment.source 导入 Gaussianfrom PyMieSim.experiment 导入 Setupfrom PyMieSim.units 导入纳米、度、瓦特、AU、RIUsource = Gaussian(wavelength=np.linspace(400, 1000, 500) ) * 纳米,偏振=0 * 度,optical_power=1e-3 * watt,NA=0.2 * AU)散射体=球体(直径=[200] * 纳米,property=[4] * RIU,medium_property=1 * RIU,源=源）实验=设置（散射=散射，源=源）dataframe =实验.get（'Qsca'）dataframe.plot_data（x =“源：波长”）

它生成下图，该图与维基百科上找到的图相同。

这只是 PyMieSim 实际应用的一个示例。您可以在文档的示例部分找到更多示例。

示例

以下是展示 PyMieSim 功能的更多示例：

示例 1：核壳粒子的等离激元共振

示例 2：球形颗粒的散射效率与直径

手动构建

如果您喜欢或需要手动构建项目（例如，对于 Apple 芯片设备），请确保您安装了 C++ 编译器（例如 gcc）和 Fortran，以及 Python 3.7+。

构建说明

Linux/苹果系统

git 克隆 https://github.com/MartinPdeS/PyMieSim.gitcd PyMieSim
git 子模块初始化 && git 子模块更新
mkdir buildcd build
cmake ../ -G"Unix Makefiles"sudo make installcd ..
python -m pip install .

对于 Windows，在调用 CMake 时使用 MinGW Makefile，而不是 Unix Makefile。

测试

您可以通过运行以下命令来测试本地版本的 PyMieSim：

 git 克隆 https://github.com/MartinPdeS/PyMieSim.gitcd PyMieSim
pip 安装 PyMieSim[测试]
py测试

这将运行单元测试套件并提供覆盖范围详细信息。

谷歌合作实验室

2024 年，在本地计算机上运行代码是可选的！您可以利用 Google Colab 的强大功能来远程运行 PyMieSim。使用提供的 Colab 笔记本获得交互式体验。

引用 PyMieSim

如果 PyMieSim 对您的研究做出贡献，我们恳请您引用以下论文：

 @文章{PoinsinetdeSivry-Houle：23，
    作者 = {Martin Poinsinet de Sivry-Houle 和 Nicolas Godbout 和 Caroline Boudoux}，
    日记= {选项。连续体},
    title = {PyMieSim：用于快速灵活的远场米氏散射模拟的开源库}，
    音量 = {2}，
    数字={3}，
    页数 = {520--534}，
    年 = {2023}，
    doi = {10.1364/OPTCON.473102}，
}

您可以在此处访问完整的文章