LightWave - Hochleistungsrechnen zur Simulation optischer Wellen

Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung - Teilprojekt

Details zum übergeordneten Gesamtprojekt

Titel des Gesamtprojektes: Kompetenznetzwerk für wissenschaftliches Höchstleistungsrechnen in Bayern (KONWIHR)


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr. Christoph Pflaum

Projektbeteiligte:
Christine Angelika Jandl
Kai Hertel

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente
Lehrstuhl für Informatik 10 (Systemsimulation)
Professur für Informatik (Numerische Simulation mit Höchstleistungsrechnern)

Mittelgeber: Bayerische Forschungsstiftung
Akronym: LightWave
Projektstart: 01.04.2009
Projektende: 31.03.2011


Abstract (fachliche Beschreibung):


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

Pflaum, C., & Rahimi, Z. (2010). An iterative solver for the finite-difference frequency-domain (FDFD) method for the simulation of materials with negative permittivity. Numerical Linear Algebra With Applications, 1-18. https://dx.doi.org/10.1002/nla.746
Pflaum, C., & Rahimi, Z. (2009). A finite difference frequency domain (FDFD) method for materials with negative permittivity. In Proceedings of International Conference of "Electromagnetics in Advanced Applications", 2009. ICEAA '09 (pp. 799-802). Turin.
Pflaum, C., & Rahimi, Z. (2009). Automatic Parallelization of Staggered Grid Codes with Expression Templates. International Journal of Computational Science and Engineering, 4(4), 306-313. https://dx.doi.org/10.1504/IJCSE.2009.029166

Zuletzt aktualisiert 2019-15-03 um 12:13