高分散性超快速光学参数振荡器的GPU加速全场建模

科学领域:

• 非线性光学是非线性光学.
• 计算物理 计算物理
• 激光科学 激光科学

背景情况:

• 超快的光学参数振荡器 (OPO) 对于产生可调节的超短激光脉冲至关重要.
• 以前的计算模型受到长时间的模拟时间的限制,阻碍了对复杂系统的探索.

研究的目的:

• 为超快的OPO开发一个显著更快的计算模型.
• 为了使OPO能够以长晶体和高分散度进行模拟.
• 为OPO开发提供一个数字生平台.

主要方法:

• 实现了一个基于非线性信封方程的GPU加速模型.
• 整合了自适应式步骤大小算法和吸收边界条件.
• 包括现实世界的参数,如光学涂层,材料吸收和非理想的抛光领域.

主要成果:

• 与基于CPU的方法相比,执行时间提高了1265倍.
• 启用了OPO的模拟,长晶体 (>10毫米) 和显著的分散在不到一分钟.
• 证明与频谱调和平均功率的实验数据有很好的一致性.

结论:

• GPU 加速大大提高了 OPO 建模的计算效率.
• 开发的模型允许对以前难以处理的OPO设计进行调查.
• 这种数字生方法为代的OPO开发和优化提供了一个具有成本效益的平台.