Design of high-efficiency diffraction gratings based on rigorous coupled-wave analysis for 800nm wavelength

We report on the design of a high diffraction efficiency multi-layer dielectric grating with wide incident angle and broad bandwidth for 800 nm. The optimized grating can achieve > 95% diffraction efficiency in the first order at an incident angle of 5 degrees from Littrow and a wavelength from 770nm to 830 nm, with peak diffraction efficiency of > 99.5% at 800 nm. The electric field distribution of the optimized multi-layer dielectric grating within the gratings ridge is 1.3 times enhancement of the incidence light, which presents potential high laser resistance ability. Because of its high-efficiency, wide incident, broad bandwidth and potential high resistance ability, the multi-layer dielectric grating should have practical application in Ti:sapphire laser systems.

Implementação paralela de um código de elementos finitos em 2D para as Equações de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis com transporte de escalares.

O estudo do fluxo de água e do transporte escalar em reservatórios hidrelétricos é importante para a determinação da qualidade da água durante as fases iniciais do enchimento e durante a vida útil do reservatório. Neste contexto, um código de elementos finitos paralelo 2D foi implementado para resolver as equações de Navier-Stokes para fluido incompressível acopladas a transporte escalar, utilizando o modelo de programação de troca de mensagens, a fim de realizar simulações em um ambiente de cluster de computadores. A discretização espacial é baseada no elemento MINI, que satisfaz as condições de Babuska-Brezzi (BB), que permite uma formulação mista estável. Todas as estruturas de dados distribuídos necessárias nas diferentes fases do código, como pré-processamento, solução e pós-processamento, foram implementadas usando a biblioteca PETSc. Os sistemas lineares resultantes foram resolvidos usando o método da projeção discreto com fatoração LU por blocos. Para aumentar o desempenho paralelo na solução dos sistemas lineares, foi empregado o método de condensação estática para resolver a velocidade intermediária nos vértices e no centróide do elemento MINI separadamente. Os resultados de desempenho do método de condensação estática com a abordagem da solução do sistema completo foram comparados. Os testes mostraram que o método de condensação estática apresenta melhor desempenho para grandes problemas, às custas de maior uso de memória. O desempenho de outras partes do código também são apresentados.