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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

规格快览

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

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

lumerical-r2-2024-ansys-access-on-microsoft-azure.png
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

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

在本例中,我们使用STACK光学求解器和FDTD来表征柱状micro-LED并提取发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

让所有用户(包括残障人士)都可以访问我们的产品对Ansys至关重要。因此,我们努力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)格式中的可访问性要求。

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