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Ansys Lumerical FDTD
フォトニックコンポーネントのシミュレーション

Ansys Lumerical FDTDは、ナノフォトニックデバイス、プロセス、および材料のモデリングのゴールドスタンダードです。この統合設計環境は、スクリプト機能、高度なポスト処理、最適化ルーチンを備えています。

Ansys Lumerical FDTD

汎用性と拡張性に優れたフォトニック設計のための業界をリードする選択肢

Ansys Lumerical FDTDは、高度なフォトニック設計を可能にし、単一の設計環境にFDTD、RCWA、およびSTACKソルバーを統合します。これにより、回折格子、多層スタック、マイクロLED、イメージセンサー、メタレンズなどの幅広いデバイスの正確な解析と最適化が可能になり、多様なアプリケーションにわたってクラス最高のパフォーマンスをもたらします。Ansys Lumerical FDTDは、最も複雑な設計に対して数千回の反復の迅速な仮想プロトタイピングと検証を可能にします。

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    最適な手法の選択: FDTD、RCWA、またはSTACK
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    マルチフィジックスおよびマルチスケールのワークフロー
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    スケーラブルでアクセス可能なHPCおよびクラウドソリューション
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    ファウンドリ互換&カスタマイズされた設計
Ansys Lumerical FDTD

主な機能

Ansys Lumerical FDTDは高速、正確、スケーラブルなフォトニック設計を可能にするために、Ansys Lumerical CML Compiler、マルチフィジックスソルバー、Ansys Speos、Ansys Zemax、サードパーティの電子-フォトニック設計の自動化(EPDA)ベンダーとシームレスに連携します。HPC(CPUおよびGPU)およびクラウド上のクラス最高のソルバーを活用して、最大の課題に迅速かつ効率的に取り組むことができます。

  • FDTDソルバーによる比類のないパフォーマンスと精度
  • RCWAソルバーを用いた周期構造の迅速な解析
  • 多層薄膜の迅速な解析
  • HPCおよびクラウドでのスケーリングと高速化
  • マルチスケールおよびマルチフィジックスのワークフロー
  • 自動化API(Lumericalスクリプト言語、Python、およびMATLAB)
  • 粒子群および逆設計の最適化
  • ファウンドリと互換性のある自動レイヤービルダー
  • Sパラメータの自動抽出

JULY 2024

What's New

The Ansys Lumerical 2024 R2 brings powerful updates and features across its photonics core technologies, ecosystem, cloud and HPC, workflows, and user experience.

2024 R2 Lumerical
FDTD Multi-GPU Acceleration

Faster simulations with the finite-difference time-dDomain (FDTD) method utilizing multiple GPUs. 

  • Momentum advancements - 23R2 GPU Express Mode [2023 R2], 24R1 Single node GPU acceleration and multi-GPU vRAM capacity [2024 R1]
  • Single node acceleration
  • Larger model memory
  • Local or remote on-premise/cloud

 

2024 R2 Lumerical
FDTD GPU for CMOS Image Sensor

Enhanced FDTD simulations with GPU support for photonic lattice matrices (PLM), including Bloch and Periodic Boundary Conditions (BCs). GPU is as accurate as CPU

  • Periodic BC for normal incidence
  • Bloch BC for oblique incidence and complex field current
  • Compatible with Multi-GPUmulti-GPU acceleration
  • Periodic BC for normal incidence
  • Bloch BC for oblique incidence and complex field current
  • Compatible with multi-GPU acceleration

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Lumerical for Ansys Access on Microsoft Azure

Accessibility of Lumerical on Microsoft Azure, offering scalable cloud resources for simulations. Configure a virtual desktop.

  • Bring your own Azure subscription
  • Map local disk drives/One Drive to share project files
  • Virtual machine with full Lumerical suite and Azure hardware scalability - CPU, GPU, and parallel simulations

RCWA
Co-Packaged Optics - Optical IO Simulation

Tools and features for designing co-packaged optics, enabling integration of photonic and electronic components in a single package.

  • Interoperable workflows enable engineers to accurately account for both nano-scale and macro-scale optical effects
  • Automated optimization workflows for both grating coupler and edge coupler to fiber coupling 
  • Robust analysis and tolerancing against fiber misalignment and manufacturing variations 
RCWA
Improvements to Photonic Inverse Design for CMOS Image Sensor

Enhancements to the design process for CMOS image sensors, optimizing performance through advanced algorithms.  

  • LumOpt, the Lumerical Python API optimization framework for PID through adjoint method.
  • Enables inverse design of color router metasurface for CMOS image sensors with improved efficiency and minimized crosstalk

RCWA
Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) Solver Enhancements

Refined rigorous coupled-wave analysis (RCWA) solver for better accuracy and speed in simulating periodic structures. 

  • New Li factorization option offers faster convergence of 1D metal gratings.
  • New index preview in RCWA - refractive index profile can be previewed before running the simulation
  • New and improved memory estimate and reports

機能

汎用性と拡張性に優れたフォトニック設計を実現する、Lumerical FDTD

Lumerical FDTDは、幅広いフォトニックコンポーネントの設計と最適化を行うための、業界をリードするシミュレーションソフトウェアです。汎用性と拡張性に非常に優れ、比類のない速度とHPC(CPUおよびGPU)およびクラウドのリソースを活用する機能を提供します。

 

主な機能

  • FDTD - 3D電磁界ソルバー
  • RCWA–厳密な結合波解析
  • STACK - 光学多層ソルバー
  • フォトニック逆設計最適化
  • HPCおよびクラウドでのスケーリングと高速化

RCWAでは、電場および磁場分布の捕捉から、回折次数ごとの透過、反射、およびパワーの評価まで、表面配列を伴う複雑な多層スタックの高速シミュレーションを提供しています。

薄膜アプリケーションのラピッドプロトタイピングに最適です。マイクロキャビティ効果や干渉の捕捉から双極子照明や平面波機能の処理まで、STACKでは複雑な薄膜多層スタックの迅速なシミュレーションが可能です。

目指す設計目標に最適な設計とジオメトリを自動的に発見します。  性能の最適化、面積の最小化、製造性の向上を実現する、直感的にはわからないジオメトリを見いだすことができます。

遠方界投影、バンド構造解析、双方向散乱分布関数(BSDF)生成、Qファクター解析、電荷生成率などの強力なポスト処理機能を提供します。

非線形材料または空間的に変化する非等方性を持つ材料で構成されたデバイスをシミュレーションします。さまざまな非線形モデル、負指数モデル、利得モデルから選択できます。また、柔軟性の高い材料プラグインで新しい材料モデルを定義することも可能です。

複数係数モデルを使用することで、広い波長範囲で材料モデリングを正確に行えます。サンプルデータからモデルを自動生成したり、関数を自分で定義したりできます。

FDTDのCAD環境とパラメータ化可能なシミュレーションオブジェクトにより、2Dおよび3Dモデルを迅速に反復できます。

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Rockley Photonics社

Rockley社は、Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)でLumericalソフトウェアを使用して複数の2Dおよび3D単一時間領域シミュレーションを行うことにより、高分解能スペクトルを抽出することができました。

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Xanadu社

Xanadu社は、設計スケジュールを大幅に短縮しながら、これまでにない低損失性能を備えたX8量子コンピューティングチップを構築しています。

Ligentec

LIGENTEC社、小型導波路交差設計のためにAnsys Lumericalフォトニック逆設計を採用

LIGENTEC社は、導波路交差の設計と最適化のためにAnsys Lumerical FDTDのフォトニック逆設計(PID)機能を使用しました。

ホワイトペーパー

さらに見る

Diffraction

多層および回折光学コンポーネントの設計柔軟性の最大化

有限差分時間領域(FDTD)、厳密な結合波解析(RCWA)、およびAnsys Lumerical FDTDのSTACKソルバーを使用してナノ構造の多層光学コンポーネントをシミュレーションする方法について説明します。 

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成功のための設計: フォトニック集積コンポーネントのソルバー組み合わせ戦略

このホワイトペーパーでは、光学ソルバーを組み合わせてフォトニック集積回路(PIC)コンポーネントシミュレーションの課題に対処するためのアプローチについて説明します。 

アプリケーションギャラリー

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アプリケーション

格子カプラーのフォトニック逆設計(3D)

この例では、逆設計ツールボックス(lumopt)を使用して、3D SOI格子カプラーを最適化しています。

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アプリケーション

HUD用の偏光感受型プラズモニックリフレクター - Speosとの相互運用

このアプリケーションでは、偏光を反射する必要があるHUDを取り上げ、特定の偏光に対して有意な反射を提供できる周期プラズモニックナノ構造について説明します。

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アプリケーション

マイクロLED

この例では、STACK光学ソルバーとFDTDを使用して円筒形マイクロLEDをキャラクタライズし、放射強度と放射パターンを抽出します。

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FDTD製品リファレンスマニュアル

FDTDリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。

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RCWA製品リファレンスマニュアル

RCWAリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。 

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STACK製品リファレンスマニュアル

STACKリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。

アクセシビリティに優れたAnsysソフトウェア

Ansysは、障がいを持つユーザーを含め、あらゆるユーザーが当社製品にアクセスできることがきわめて重要であると考えています。この信念のもと、US Access Board(第508条)、Web Content Accessibility Guidelines(WCAG)、およびVoluntary Product Accessibility Template(VPAT)の最新フォーマットに基づくアクセシビリティ要件に準拠するよう努めています。

Ansysができること

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