MPB (MIT Photonic Bands) — бесплатная программа с открытым исходным кодом, которая была изначально разработана для расчёта дисперсионных диаграмм фотонных кристаллов.
MEEP — такая же бесплатная программа с исходным кодом, которая используется для моделирования поведения электромагнитных волн в различных средах (фотонные кристаллы, волноводы, резонаторы и тому подобное).
Обе программы были разработаны в Массачусетском технологическом институте (MIT) и обе постоянно получают новые возможности. MPB была написана Стивеном Джонсоном (англ. Steven G. Johnson) во время его аспирантской работы. MEEP была написана чуть позже с участием Стивена.
Обе программы рассчитывают распределения электрических и магнитных компонентов электромагнитного поля, используя комбинацию численных и аналитических методов решения системы уравнений Максвелла (в одно-, дву- или трёхмерных структурах), но каждая из них делает это по-своему. Если MPB рассчитана на применение в отношении периодических и квазипериодических структур и вычисления частот стоячих волн (мод) в этих структурах, то MEEP разработана для моделирования распространения электромагнитных волн через те же фотонные кристаллы, диэлектрические зеркала, по волноводам и внутри резонаторов. Она позволяет рассчитывать те же дисперсионные диаграммы фотонных кристаллов, частоты стоячих волн как в фотонных кристаллах, так и непериодических структурах, спектры пропускания и отражения различных структур, потери на сгибах волноводов и многое другое. Для этого MEEP использует целый арсенал различных источников излучения, граничных условий и поглотителей излучения (PML).
Последние версии MPB и MEEP могут взаимодействовать друг с другом. Например, возможно написать программу для MEEP, которая запросит у MPB расчёт компонентов поля для основной моды волновода, а потом будет использовать эти компоненты для возбуждения этой моды в оптическом волноводном волокне. В результате можно будет промоделировать распространения основной моды по волноводу и отобразить результат расчётов в сторонних программах. Пример показан ниже, где виден результат расчёта компонентов волны, которая покидает оптическое волокно. Для отображения этого результата использовалась бесплатная программа Paraview.
Мне в работе приходится пользоваться этими программами, устанавливать и помогать в установке другим людям. В списках рассылки этих программ временами проскакивают вопросы об установке этих программ от русскоязычных пользователей. С удивлением для себя я не нашёл инструкций по установке в русскоязычной части Интернета и решил опубликовать их тут.
Читать полностью »