Automatický překlad a srovnání simulací mezi Meep a Lumerical

Abstract

Cieľom tejto práce je vyvinúť kompilátor, ktorý prekladá skripty Ansys© Lumerical do skriptov Meep. Na tento účel sa v práci podáva základné objasnenie formálnych jazykov, ako aj všeobecný opis fyzikálnych princípov, na ktorých je postavená metóda FDTD. Ďalej sa diskutuje o kľúčových implementačných detailoch vrátane návrhu transpilátora a príslušných funkcií jazyka. Po vytvorení samotného transpilátora sa táto práca zameriava aj na porovnanie výsledkov oboch simulačných nástrojov. Porovnanie sa týka presnosti simulácií, ako aj výkonnosti oboch nástrojov v spojení s ich paralelizačnými schopnosťami. Výsledný open source kód môže slúžiť ako rámec pre nadväzujúce výskumné činnosti v tejto oblasti.

This thesis aims to develop a source-to-source compiler that translates Ansys© Lumerical scripts into Meep scripts. To this end, a broad explanation of the physics behind the FDTD method, along with a background of formal languages, is provided. Key implementation details are discussed, including the design of the transpiler and relevant language features. After creating the transpiler itself, this thesis also sets out to compare the results of the two simulation tools. The comparison addresses the accuracy of the simulations, as well as the performance of the two tools coupled with their parallelization capabilities. The provided open source code may serve as a framework for future scientific endeavors in this area.