Optische Simulationen sind für die Entwicklung neuer photonischer Technologien von grundlegender Bedeutung. Sie helfen bei der Vorhersage der Leistung, beschleunigen die Produktion und optimieren Entwürfe, die für die menschliche Intuition zu komplex sind. Zurzeit werden verschiedene interne Codes entwickelt und verschiedene kommerzielle Software in der Gemeinschaft verwendet. Diese Software/Codes sprechen jedoch nicht miteinander und arbeiten mit unterschiedlichen Datenstrukturen. Dies führt zu Ineffizienz. Das erste Etappenziel von OPTISIM ist die Schaffung eines Demonstrationsrahmens auf der Grundlage einer Website, auf der eine Cloud-Sharing-Plattform mit Schnittstellen für bestehenden internen Code, Werkzeuge, Algorithmen, Modelle und Software demonstriert und verbunden wird.
Das langfristige Ziel von PhoenixD ist die Schaffung einer integrierten Plattform für optische Simulationen, die gemeinsame Nutzung von Daten durch experimentelle und theoretische Gruppen und die Datenverwaltung nach europäischen Protokollen, um die Wiederverwendung von Modellen, Algorithmen und Daten zu ermöglichen. OPTISIM arbeitet gemeinsam an einer Schnittstellenplattform, um die langfristige Vision von PhoenixD zu unterstützen. Die Plattform wird auf den Bedarf an Forschung und Entwicklung innerhalb von PhoenixD und teilweise auch auf unsere Gemeinschaft weltweit ausgerichtet sein. Sie wird die Modelle, die Theorie, die Funktion, die Struktur und die Schnittstellen der verschiedenen Module in systematischer Weise erklären und darstellen. OPTISIM zielt darauf ab, den hauseigenen Code, kommerzielle Software-Schnittstellen (Lizenzen innerhalb von PhoenixD) und andere Open-Source-Algorithmen für computergestützte Photonik und Optik in einem Rahmen zu integrieren. Obwohl dies eine ehrgeizige und langfristige Aufgabe ist, besteht unsere erste Phase von OPTISIM darin, den Rahmen zu definieren. Eine solche Plattform muss für die langfristigen Anforderungen in Forschung und Ausbildung eingerichtet und entwickelt werden. Bei der Entwicklung von OPTISIM werden systematische Best Practices des Software-Engineering im Hinblick auf Wartbarkeit, Benutzerfreundlichkeit, Erweiterbarkeit und Übertragbarkeit auf verschiedene Computerplattformen (vom Desktop-Computer bis zum Exascale-Supercomputer) angewendet. Die Struktur von OPTISIM wird die Integration neuer Module unterstützen. Es werden geeignete Datenstrukturen definiert, um den Austausch von Daten zwischen Modulen zu ermöglichen. Diese Software würde die Grundlage für ein virtuelles Labor für das OPTICUM (neues Infrastrukturgebäude auf dem Campus Garbsen) bilden, um komplexe optische Probleme zu simulieren, einschließlich Multiphysik- und Multiskalenszenarien, sowie für den Entwurf und die Optimierung fortgeschrittener photonischer Geräte.
