LightWave – Hochleistungsrechnen zur Simulation optischer Wellen
LightWave - Hochleistungsrechnen zur Simulation optischer Wellen
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Kompetenznetzwerk für wissenschaftliches Höchstleistungsrechnen in Bayern (KONWIHR)
Projektleitung:
Projektbeteiligte: ,
Projektstart: 1. April 2009
Projektende: 31. März 2011
Akronym: LightWave
Mittelgeber: Bayerische Forschungsstiftung
URL:
Abstract
Optische Technologien sind eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Sie werden in der Medizintechnik, der Kommunikationstechnik, der Energietechnik und der Fertigungstechnik benötigt. Für viele dieser Anwendungen ist es hierbei wichtig zu wissen, wie sich optischen Wellen in Nanostrukturen verhalten. Hierzu sind Simulationen und insbesondere die numerische Lösung der Maxwellschen Gleichungen notwendig. Die numerische Lösung der Maxwellschen Gleichungen ist jedoch sehr rechenaufwendig, da jede Wellenlänge des Lichts durch ein genügend feines Gitter diskretisiert werden muss. Hochleistungsrechnen wird daher zur Weiterentwicklung von optischen Technologien immer wichtiger. Ziel des Projektes ist zum einen die Anpassung eines parallelen Codes zur effizienten Lösung der Maxwellschen Gleichungen auf Hochleistungsrechnern in München und Erlangen. Dieser parallele Code basiert auf der Bibliothek StaggExPDE. Diese verwendet Expression Templates, strukturierte Gitter und eine MPI und OpenMP Parallelisierung. Ein weiteres Projektziel ist die Anwendung des Maxwell-Lösers auf zwei wichtige Technologien. Diese sind zum einen die Simulation von optischen Wellen in Dünnschichtsolarzellen und zum anderen die die Simulation des optischen Lithographie-Prozesses bei der Chipherstellung.
Publikationen
- , :
A finite difference frequency domain (FDFD) method for materials with negative permittivity
ICEAA '09 (Turin, 14. September 2009 - 18. September 2009)
In: Proceedings of International Conference of "Electromagnetics in Advanced Applications", 2009. ICEAA '09 2009
DOI: 10.1109/TCE.2002.1037065
URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5297314&isnumber=5297261&tag=1 - , :
Automatic Parallelization of Staggered Grid Codes with Expression Templates
In: International Journal of Computational Science and Engineering 4 (2009), S. 306-313
ISSN: 1742-7185
DOI: 10.1504/IJCSE.2009.029166
URL: http://www.inderscience.com/search/index.php?action=record&rec_id=29166&prevQuery=&ps=10&m=or - , :
An iterative solver for the finite-difference frequency-domain (FDFD) method for the simulation of materials with negative permittivity
In: Numerical Linear Algebra With Applications (2010), S. 1-18
ISSN: 1070-5325
DOI: 10.1002/nla.746
URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/nla.746/pdf