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Ansys Lumerical FDTD
光子器件仿真

Ansys Lumerical FDTD是用于纳米光子器件、流程和材料建模的黄金标准。集成设计环境可提供脚本化功能、高级后处理和优化程序。

Ansys Lumerical FDTD

行业领先的多功能和可扩展光子设计选择

通过在统一设计环境中集成FDTD、RCWA和STACK求解器,Ansys Lumerical FDTD可实现先进的光子设计。这有助于对各种器件进行精确分析和优化,包括光栅、多层堆栈、MicroLED、图像传感器和超透镜,从而为各种应用提供业界领先的性能。对于最复杂的设计,Ansys Lumerical FDTD可实现快速的虚拟原型设计和数千次迭代的验证。

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    选择最佳方法:FDTD、RCWA或STACK
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    多物理场和多尺度工作流程
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    可扩展且可访问的HPC和云解决方案
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    代工厂兼容与定制设计
Ansys Lumerical FDTD

规格速览

Ansys Lumerical FDTD可与Ansys Lumerical CML Compiler、Ansys多物理场求解器、Ansys Speos、Ansys Zemax和第三方电子-光子设计自动化(EPDA)供应商无缝协作,以实现快速、准确、可扩展的光子设计。利用HPC(CPU和GPU)和云解决方案中业界领先的求解器,快速高效地应对最严峻的挑战。

  • 使用FDTD求解器实现卓越的性能和准确性
  • 使用RCWA快速分析周期性结构
  • 快速分析多层薄膜
  • 在HPC和云端上扩展和加速
  • 多尺度和多物理场工作流程
  • 自动化API(Lumerical脚本语言、Python和MATLAB)
  • 粒子群和反向设计优化
  • 代工厂兼容的自动化Layer Builder工具
  • 自动提取S参数

2024年7月

新功能

Ansys Lumerical 2024 R2在光子核心技术、生态系统、云计算和高性能计算(HPC)、工作流程以及用户体验方面提供了强大的更新功能和特性。

2024 R2 Lumerical
FDTD多GPU加速

通过采用多个GPU的时域有限差分(FDTD)方法加速仿真。 

  • 发展势头 — 23R2 GPU Express 模式[2023 R2]、24R1单节点GPU加速和多GPU vRAM功能[2024 R1]
  • 单节点加速
  • 更大的模型内存
  • 本地或远程本地/云端

 

2024 R2 Lumerical
CMOS图像传感器的GPU FDTD

通过为周期性阵列提供GPU计算支持,包括Bloch和周期性边界条件(BCs),增强了FDTD GPU仿真。GPU与CPU一样准确

  • 法向入射的周期性边界条件
  • 斜入射和复场电流的Bloch 边界条件
  • 与多GPU多GPU加速兼容
  • 法向入射的周期性边界条件
  • 斜入射和复场电流的Bloch 边界条件
  • 与多GPU加速兼容

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通过部署于Microsoft Azure的Ansys Access访问Lumerical

Lumerical在Microsoft Azure上的可访问性,为仿真提供可扩展的云计算资源。配置虚拟桌面。

  • 带来您定制的AWS订阅
  • 映射本地磁盘驱动器/一个驱动器,共享项目文件
  • 支持完整Lumerical套件、Azure硬件可扩展的虚拟机 — CPU、GPU和并行仿真

RCWA
共封装光学-光学IO仿真

提供设计共封装光学器件的工具和功能特性,可采用单个封装集成光子和电子组件。

  • 可互操作的工作流程将帮助工程师准确解决微观及宏观光学效应问题
  • 光栅耦合器及边缘耦合器至光纤耦合的自动优化工作流程 
  • 针对光纤错位及制造变化的鲁棒性分析和公差控制 
RCWA
CMOS图像传感器光子逆向设计的改进

CMOS图像传感器设计流程的增强功能,通过高级算法优化了性能。  

  • LumOpt是通过伴随法实现PID的Lumerical Python API优化框架。
  • 其能够以更高的效率、最小化的串扰,为CMOS图像传感器的超表面滤色片实现逆向设计

RCWA
严格耦合波分析(RCWA)求解器增强功能

改进的严格耦合波分析(RCWA)求解器,提高了仿真周期性结构过程中的精度和速度。 

  • 全新 Li factorization选项可提供更快速的1D金属光栅收敛。
  • RCWA中的新折射率预览 — 可在运行仿真之前预览折射率剖面
  • 最新改进的内存估算与报告

功能

由Lumerical FDTD提供支持的多功能和可扩展光子设计

Lumerical FDTD是业界领先的仿真软件,可用于设计和优化各种光子器件。Lumerical FDTD具有出色的通用性和可扩展性,可提供卓越的速度以及利用HPC(CPU和GPU)和云资源的能力。

 

主要特性

  • FDTD – 3D电磁求解器
  • RCWA – 严格的耦合波分析
  • STACK – 光学多层求解器
  • 光子逆向设计优化
  • 借助HPC和云解决方案进行扩展和加速

从捕获电场和磁场分布,到每个光栅阶次的功率透射、反射,RCWA可对具有表面图案的复杂多层堆栈进行快速仿真。

理想适用于薄膜应用的快速原型设计从获取微腔效应和干涉到处理偶极子照明和平面波函数,STACK可提供复杂薄膜多层堆叠的快速仿真。

自动发现最佳设计和几何结构以实现特定的设计目标。  发现非直观几何结构,以优化性能、最大限度地减小面积并提高可制造性。

强大的后处理功能,包括远场投影、能带结构分析、双向散射分布函数(BSDF)生成、Q因子分析和电荷产生速率。

仿真由非线性材料或各向异性空间变化的材料制成器件。从各种非线性、负指数和增益模型中选择使用灵活的材料插件定义新的材料模型

使用多系数模型在大波长范围内进行准确的材料建模。根据样本数据自动生成模型,或自定义函数

FDTD的CAD环境和可参数化仿真对象支持对2D和3D模型进行快速模型迭代。

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Rockley Photonics

Rockley在Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)上使用Lumerical软件开展多个2D和3D单时域仿真,从而支持提取高分辨率光谱。

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Xanadu

Xanadu构建了具有前所未有的低损耗性能的X8量子计算芯片,同时显著加快了设计进度。

Ligentec

LIGENTEC利用Ansys Lumerical光子逆向设计实现紧凑波导交叉设计

LIGENTEC使用Ansys Lumerical FDTD中的光子逆向设计(PID)功能来设计和优化其波导交叉。

白皮书

查看更多

Diffraction

最大限度提高多层和衍射光学器件的设计灵活性

了解如何使用时域有限差分(FDTD)、严格的耦合波分析(RCWA)和Ansys Lumerical FDTD中的STACK求解器来仿真纳米结构的多层光学器件。 

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成功的设计:光子集成器件的求解器组合策略

本白皮书探讨了结合光学求解器解决光子集成电路(PIC)器件仿真挑战的方法。 

应用库

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应用

光子逆向设计光栅耦合器(3D)

在本例中,我们使用逆向设计工具箱(lumopt)来优化3D SOI光栅耦合器。

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应用

适用于HUD–Speos互操作性的偏振敏感等离子体反射器

或者需要反射偏振光的HUD,在这里我们展示周期性等离子体纳米结构,这些结构可以为某些偏振提供关键反射。

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应用

Micro-LED

在本示例中,我们使用STACK光学求解器和FDTD来为柱状micro-LED表征并提取辐射功率和辐射方向图。

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FDTD产品参考手册

FDTD参考手册提供了产品功能的详细说明。

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RCWA产品参考手册

RCWA参考手册可提供产品功能的详细产品说明。 

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STACK产品参考手册

STACK参考手册可提供产品功能的详细说明。

可便捷访问的Ansys软件

要让包括残障人士在内的所有用户都能访问我们的产品,这一点对于Ansys而言至关重要。因此,我们始终致力于遵循基于美国访问委员会(第508节)、Web内容可访问性指南(WCAG)和当前自愿产品可访问性模板(VPAT)格式的可访问性要求。

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