臺灣博碩士論文加值系統

本研究使用以CUDA平行運算自行撰寫之光學摹擬與輔助設計多功能程式，其功能包含1.太陽能選擇性吸收膜之膜厚最佳化、2.反射率最佳膜厚擬合、3.雙面鍍膜之反射率摹擬、4. 超晶格(superlattice)最佳膜厚擬合、5. 多層薄膜反射率以及吸收率之計算。再衡量GPU(Graphics Processors Unit)運算能否提高效能與計算準確度是否值得信任。
我所使用的NVIDIA G100系列GPU相較與Intel i7系列CPU效能提高最多達40倍以上，且計算結果的誤差值小於5%，GPU確實有機會取代CPU做大量運算。與Matlab平台開發的摹擬程式相比更高達200倍效能提升以上。

This study is optical simulation and multifunction program design by CUDA, it contains: 1.Optimization in the thickness of solar selective absorbing film, 2.Reflectivity of optimal thickness fitting, 3.The reflectivity simulation of double-sided coating, 4.The optimal film thickness fitting on superlattice, 5.The reflectivity of multilayer films and the calculation of the absorption rate. Then measure whether the performance of GPU can increase the efficiency and the confidence in the accuracy.
Compared with Intel i7 series CPU, the efficiency of NVIDIA G100 series GPU increases more than 40 times, and the effect for relative difference is less than that of 5%. That is to say, GPU can be a replacement of CPU to conduct huge calculation. Compared with the simulation programming of development platform with Matlab 2008 , the efficiency increases up to 200 times.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第壹章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.2-1吸收膜摹擬最佳化 1
1.2-2雙面鍍膜之反射率摹擬 5
1.2-3反射率最佳膜厚擬合 5
1.2-4超晶格(superlattice)最佳膜厚擬合 6
1.2-5 CUDA平行運算技術 6
第貳章、文獻探討 7
2.1薄膜光學基本理論 7
2.1-1單界面之反射與透射 7
2.1-2單層膜之反射與透射 14
2.1-3斜向入射 17
2.1-4 多層膜矩陣 19
2.2透明基材吸收率與公式 22
2.2-1基材可穿透與吸收 22
2.2-2 公式推導 24
2.3 CUDA平行運算之介紹 26
2.3-1 前言 26
2.4 超晶格基本理論 28
2.4-1 超晶格之定義 28
2.4-2 公式推導 28
第參章、實驗流程與儀器介紹 30
3.1研究架構 30
3.1-2 試片清洗流程 31
3.2研究步驟 32
3.2-1 CUDA平行運算機台介紹 32
3.2-2 程式撰寫 32
3.2-3 鍍膜設備 36
3.2-4 紫外光/可見光光譜儀 37
第肆章、結果與討論 40
4.1 複合式光學摹擬程式介紹 40
4.1-1鍍膜層材料資料建立系統 41
4.1-2太陽能選擇性吸收膜之膜厚最佳化系統 42
4.1-3反射率最佳膜厚擬合系統 55
4.1-4雙面鍍膜之反射率摹擬 61
4.1-5多層薄膜反射率以及穿透率系統 63
4.1-5超晶格(superlattice)最佳膜厚擬合 65
第伍章、結論與未來展望 66
5.1結論 66
5.2未來展望 67
參考文獻 68

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