| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-19页 |
| 1.1 硅基光器件的发展 | 第12-13页 |
| 1.2 硅基光器件逆设计技术概况 | 第13-17页 |
| 1.3 逆设计中高性能计算 | 第17-18页 |
| 1.4 本论文主要内容 | 第18-19页 |
| 第二章 逆设计关键技术分析 | 第19-25页 |
| 2.1 并行计算技术 | 第19-20页 |
| 2.2 GPU并行技术与CUDA架构 | 第20-22页 |
| 2.3 MPI技术介绍 | 第22-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 逆设计中数值计算与优化方法研究 | 第25-41页 |
| 3.1 硅基光器件在逆设计中的算法模型 | 第25-27页 |
| 3.1.1 物理残差与其仿射变换 | 第26页 |
| 3.1.2 凸性分析 | 第26-27页 |
| 3.2 数值计算的研究 | 第27-32页 |
| 3.2.1 Maxwell的频域表达形式 | 第27-28页 |
| 3.2.2 完美匹配层与FDFD算法 | 第28-30页 |
| 3.2.3 双共轭梯度法求解FDFD矩阵 | 第30-32页 |
| 3.3 优化方法 | 第32-40页 |
| 3.3.1 全局优化方法 | 第32-39页 |
| 3.3.2 局部优化方法 | 第39-40页 |
| 3.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 逆设计优化技术研究 | 第41-55页 |
| 4.1 拟牛顿法在逆设计全局优化中的应用及性能分析 | 第41-45页 |
| 4.2 优化MPI消息传输方式 | 第45-49页 |
| 4.3 基于GPU并行处理的FDFD算法在逆设计中的应用实现及性能分析 | 第49-53页 |
| 4.3.1 FDFD算法在GPU上的实现 | 第49-50页 |
| 4.3.2 算法效率及性能分析 | 第50-53页 |
| 4.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 第五章 总结与展望 | 第55-57页 |
| 5.1 论文工作总结 | 第55-56页 |
| 5.2 工作展望 | 第56-57页 |
| 参考文献 | 第57-60页 |
| 致谢 | 第60-61页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录与申请专利 | 第61页 |