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JCMsuite應(yīng)用：空心光子晶體光纖

JCMsuite布局描述提供了許多設(shè)置復(fù)雜幾何圖形的方法。例如，在多核光子晶體光纖示例中，我們使用晶格副本來(lái)創(chuàng)建固體核光子晶體光纖的空氣孔的排列。然而，在某些應(yīng)用中，可能需要描述幾何圖形，這些圖形不能用簡(jiǎn)單的圓、平行四邊形等表示，或者類似物體的復(fù)雜陣列非周期排列在規(guī)則網(wǎng)格中，需要晶格復(fù)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，通常需要用任意邊界曲線來(lái)描述幾何對(duì)象，即一般多邊形。這就是本例的情況，其中光子晶體包層的內(nèi)部孔和中心孔形成復(fù)雜的形狀。其幾何結(jié)構(gòu)為中空光子晶體光纖，如下圖所示：

 

顯然，這個(gè)描述很難“手工”完成，輸入所有點(diǎn)的坐標(biāo)。相反，在JCMsuite的Matlab®接口的幫助下，建立一個(gè)復(fù)雜的幾何圖形和模擬運(yùn)行完成。

 

JCMsuite的Matlab®接口允許使用所謂的模板文件生成這樣復(fù)雜的文件。因此，可以將JCMsuite語(yǔ)句和Matlab語(yǔ)句進(jìn)行混合，例如，計(jì)算孔隙的點(diǎn)位置。Matlab循環(huán)允許在位移位置或修改形狀生成多個(gè)對(duì)象。關(guān)于該機(jī)制的完整描述可以在Matlab®Interface中找到，并且超出了本例的范圍，本例僅用于演示嵌入式腳本的能力。

這個(gè)例子的project.jcmp、 layout.jcm 和 materials.jcm文件包含了模板文件 ，就要添加一個(gè)“t”作為對(duì)應(yīng)模板的后綴。模板被設(shè)計(jì)成這樣一種方式，只需要定義幾個(gè)用戶定義的參數(shù)，如圓角、周期、包層環(huán)的數(shù)量等，就可以生成復(fù)雜的布局描述。這些主要的輸入?yún)��?shù)是在run_project中設(shè)置的。m腳本。當(dāng)它在Matlab中執(zhí)行時(shí)，命令:

results = jcmwave_solve('project.jcmp', keys);

在run_project.m腳本內(nèi)將模板轉(zhuǎn)換為常規(guī)的JCMsuite輸入文件，網(wǎng)格劃分并布局，并運(yùn)行模擬。此外，腳本將結(jié)果結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)的特征值寫(xiě)入控制臺(tái)。
 

計(jì)算得到的空心模式是雙重簡(jiǎn)并的。下圖顯示了計(jì)算得出的模態(tài)強(qiáng)度(第一行)和相應(yīng)的向量場(chǎng)分布(第二行)。