1、隨著社會的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，對集成光學技術(shù)的需求與日俱增。集成光子技術(shù)的代表之一就是平面光波光路器件，平面光波光路器件的研制是一件繁復(fù)的事情，研究成本高，制造周期長，如果可以在實際制造之前即對其進行數(shù)值模擬仿真，則可大大地降低研究成本。傳統(tǒng)解析方法在面對越來越復(fù)雜的集成光子器件時已經(jīng)顯得力不從心，新興的數(shù)值模擬方法則在這一方面有著不可比擬的優(yōu)勢。其中，本文所研究的時域有限差分算法（Finite difference time dom

2、ain method，F(xiàn)DTD）由于具有計算效率高，精度穩(wěn)定等優(yōu)點，在實際工程問題中具有十分廣泛的應(yīng)用。
　　本文采用VisualC++編寫了FDTD通用計算程序，該程序采用PML(Perfectly Matched Layer,PML)完美匹配層作為吸收邊界條件，從而實現(xiàn)各種光子集成器件仿真計算。采用MPI(Message Passing Interface)并行函數(shù)庫，對FDTD并行計算中的關(guān)鍵步驟，如區(qū)域分割、進程網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)

3、構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸及通信函數(shù)的選取等進行了分析和優(yōu)化，最后提出了一套FDTD并行計算方案并基于該方案編寫了并行FDTD通用程序。為減少操作系統(tǒng)內(nèi)存消耗，在unix系統(tǒng)下實現(xiàn)了64位并行FDTD運算?？衫帽境绦蜻M行大內(nèi)存、多節(jié)點三維光子器件結(jié)構(gòu)仿真計算。
　　二維并行FDTD程序的雙節(jié)點并行效率可達93％以上，加速比可達1.88，而四節(jié)點并行效率也達到了80％，加速比可達到3.24以上;三維并行FDTD程序的雙節(jié)點并行效率在90％左右，