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Lumerical练习1
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目录 题目1：画一个十字叉+四个扇形 建模逻辑 所需要的变量 脚本编写 生成结果 附完整代码 题目2：一组正六边形 建模逻辑 所需要的变量 脚本编写 生成结果 附完整代码 程序：zhangjiali1201/Lumerical_demo (github.com) 本文程序为exercise1_model_cross和exercise2_model_hex 题目1：画一个十字叉+四个扇形
中心的十字叉由交叠的两个矩形组成，使用两次addrect即可。周围的四个扇形可以用addring命令，内径为0，外径为R。 所需要的变量扇形半径R，十字叉宽度w，十字叉与扇形的间隙gap，整个模型的厚度H，以上参数均为Length类型。 材料为了便于区分，十字叉和扇形选择不同的材料，十字叉为硅，扇形为金。
开始前先删除所有模型。 deleteall;然后建立两个矩形，构成十字叉。 addrect; set('name','cross1'); set('x',0); set('y',0); set('z span',H); set('x span',2*R+2*gap+w); set('y span',w); set('material',silicon); addrect; set('name','cross2'); set('x',0); set('y',0); set('z span',H); set('x span',w); set('y span',2*R+2*gap+w); set('material',silicon);然后用for循环构建四个扇形。这里扇形的起止角度比较简单，可以直接用90度的倍数，也可以给角度全部列到矩阵里。 #create sector V=[gap+w/2,gap+w/2; -(gap+w/2),gap+w/2; -(gap+w/2),-(gap+w/2); gap+w/2,-(gap+w/2)]; #the=[0,90,180,270,360]; for(i=1:4) { addring; set('name','sector'+num2str(i)); set('x',V(i,1)); set('y',V(i,2)); set('z span',H); # set('theta start',the(i)); # set('theta stop',the(i+1)); set('theta start',(90*(i-1))); set('theta stop',(90*i)); set('inner radius',0); set('outer radius',R); set('material',gold); } 生成结果
首先构建最中心的六边形，然后用循环构建周围的六个六边形。 lumerical中的addpoly指令是依次连接多边形的端点来构建多边形。例如下图，就会依次连接这五个点来构建一个五边形。
那对于中间的六边形而言，只要列出六个端点的坐标就可以绘制出来。 周围的六个六边形的中心可以通过一个循环列出来，如果将最右侧的六边形记为1，逆时针排序，外侧多边形和中心多边形的连线与x轴的夹角记为theta，那么theta角依次为0°，60°，120°，180°，240°，300°，360°。外侧多边形和中心多边形的连线的长度恒为2*R*cos(pi/3)+gap，所以外围多边形的中心点可以求出。再根据端点绘制出六边形就可以完成整个建模。 所需要的变量六边形半径R，整个模型的厚度H，六边形之间的间隙gap。 材料选择玻璃。 脚本编写首先尝试根据六边形端点坐标生成中心的六边形。 deleteall; #create the hexagon in the center theta=pi/6; vtx=[R*cos(theta),R*sin(theta); 0,R; -R*cos(theta),R*sin(theta); -R*cos(theta),-R*sin(theta); 0,-R; R*cos(theta),-R*sin(theta)]; addpoly; set('name','hexagon'); set('vertices',vtx); set('z span',H); set('material',glass);可以看到成功生成了一个六边形，但这样的写法不具有普遍性，可以将其简化。 deleteall; vtx=zeros(6,2); for(i=1:6) { vtx(i,1)=R*cos(pi/6+(i-1)*pi/3); vtx(i,2)=R*sin(pi/6+(i-1)*pi/3); } addpoly; set('name','hexagon'); set('vertices',vtx); set('z span',H); set('material',glass);加下来可以构建周围的六个六边形。六边形的中心点坐标可以通过一个循环得出，而端点的坐标计算与中心六边形的计算方法相同，只要在坐标上加上中心点的x,y值变化即可。 for(i=0:6) { Nx=(2*R*cos(pi/6)+gap)*cos(0+(i-1)*pi/3); Ny=(2*R*cos(pi/6)+gap)*sin(0+(i-1)*pi/3); vtx=zeros(6,2); for(j=1:6) { vtx(j,1)=R*cos(pi/6+(j-1)*pi/3)+Nx; vtx(j,2)=R*sin(pi/6+(j-1)*pi/3)+Ny; } addpoly; set('name','hexagon'+num2str(i)); set('vertices',vtx); set('z span',H); set('material',glass); }可以看出，绘制中心六边形的代码和绘制周围六边形的代码重合度非常高，其不同点就在于周围六边形的端点坐标加上了中心点的平移，因此可以将他们整合到一起。设定一个判断条件，在绘制中心六边形的时候将中心点的平移置为0即可满足要求。 deleteall; #create the hexagon for(i=0:6) { if (i==0) { Nx=0; Ny=0; } else { Nx=(2*R*cos(pi/6)+gap)*cos(0+(i-1)*pi/3); Ny=(2*R*cos(pi/6)+gap)*sin(0+(i-1)*pi/3); } vtx=zeros(6,2); for(j=1:6) { vtx(j,1)=R*cos(pi/6+(j-1)*pi/3)+Nx; vtx(j,2)=R*sin(pi/6+(j-1)*pi/3)+Ny; } addpoly; set('name','hexagon'+num2str(i)); set('vertices',vtx); set('z span',H); set('material',glass); } 生成结果
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