abinitio

Cálculos Ab Initio y Electromagnetismo Computacional

Códigos utilizados

• Meep (MIT Electromagnetic Equation Propagation) - Simulaciones FDTD
• MPB (MIT Photonic Bands) - Cálculo de bandas fotónicas

Estructura

abinitio/
├── meep/              # Simulaciones FDTD con Meep
│   ├── default/       # Configuraciones por defecto
│   ├── freq=0.21/     # Cavidad a frecuencia 0.21
│   └── freq=0.46/     # Cavidad a frecuencia 0.46
├── mpb2/              # Cálculos de bandas con MPB
│   ├── imag/          # Campos imaginarios
│   ├── real/          # Campos reales
│   ├── 1dim.ctl       # Control file para sistema 1D
│   └── ndef.ctl       # Control file con defecto
└── run.sh             # Script de ejecución batch

Sistemas estudiados

• Cavidades electromagnéticas 2D
• Cristales fotónicos 1D con y sin defectos
• Modos TE (Transverse Electric)

Parámetros típicos

• Meep: Resolución espacial, frecuencia de excitación, tiempo de simulación
• MPB: Vector de onda k, número de bandas, resolución de malla

Dependencias

# Meep y MPB se instalan típicamente desde conda o desde fuente
conda install -c conda-forge meep mpb

# o desde el gestor de paquetes del sistema
apt install meep mpb

Cómo ejecutar un cálculo típico

# Meep (FDTD)
meep cav.ctl > cav.out

# MPB (bandas)
mpb ndef.ctl > ndef.out

# Extraer frecuencias de resonancia
grep tefreqs ndef.out > ndef.dat

# En batch (ver run.sh)
bash abinitio/run.sh

Visualización de resultados

Los archivos .h5 contienen los campos electromagnéticos. Para visualizar:

# Usando h5topng (viene con Meep)
h5topng -t 0:100 cav-ex-*.h5

# O con Python + h5py
python -c "import h5py; f = h5py.File('cav-ex-001200.00.h5'); print(f.keys())"

Referencias

• Meep: https://meep.readthedocs.io/
• MPB: https://mpb.readthedocs.io/