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Ansys Lumerical FDTD
光子元件模擬

Ansys Lumerical FDTD 是建立奈米光電裝置、製程與材料模型的黃金標準。整合式設計環境提供指令碼功能、進階的後處理和最佳化例行工作。

Ansys Lumerical FDTD

多功能且可擴充的光子設計,領先業界的選擇

Ansys Lumerical FDTD 支援先進光子設計,可在單一設計環境中整合 FDTD、RCWA 和 STACK 求解器。這能為各式各樣的裝置提供精準的分析與最佳化,包括光柵、多層堆疊、microLED、影像感應器與超透鏡,為多種應用提供同級最佳的效能。Ansys Lumerical FDTD 可針對最複雜的設計快速進行虛擬原型製作與數千次迭代驗證。

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    最佳方法選擇:FDTD、RCWA 或 STACK
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    多重物理量和多重規模工作流程
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    可擴充且容易存取的 HPC 和雲端解決方案
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    與晶圓廠相容且可自訂的設計
Ansys Lumerical FDTD

簡要規格

Ansys Lumerical FDTD 可與 Ansys Lumerical CML Compiler、Ansys 多重物理量求解器,Ansys Speos、Ansys Zemax 及第三方電子光子設計自動化 (EPDA) 廠商順暢運作,實現快速、準確、可擴充的光子設計。利用同級最佳的 HPC (CPU 和 GPU) 和雲端求解器,以在快速與效率方面皆能勝出對手的方式處理最大規模的挑戰。

  • FDTD 求解器提供無與倫比的效能和準確度
  • 使用 RCWA 求解器快速分析週期性結構
  • 多層薄膜快速分析
  • 在 HPC 和雲端上進行擴充和加速
  • 多重規模和多重物理量的工作流程
  • 自動化 API (Lumerical 指令碼語言、Python 與 MATLAB)
  • 粒子群與反向設計最佳化
  • 與晶圓廠相容的自動化圖層構建器
  • 自動 S 參數擷取

2024 年 1 月

最新功能

2024 R1 版本提供全新的 FDTD 與 RCWA 求解器功能,特別是超透鏡、GPU 加速 FDTD 模擬與叢集擴充的進階分析。

2024 R1 Lumerical
全新超透鏡模擬與設計增強功能
  • 新的多入射角度和振幅資料現在會隨著 Lumerical 的極化和相位,儲存 於快速且記憶體效率佳的對應檔案中
  • 與 OpticStudio 相容,強化 MTF、PSF 分析、新相位斜率圖和相斜率控制運算元
  • 全新多鏡頭/超透鏡模擬
  • 大規模超透鏡設計
2024 R1 Lumerical
GPU FDTD 和共用網頁授權的新功能
  • 在具備多 GPU vRAM 擴充性的單一節點上,快速的 FDTD 模擬 GPU 加速
  • 共用的網路授權
2024 R1 Lumerical
以 Slurm 排程器為基礎的全新可擴充叢集解決方案
  • 全新 Python 例行工作可讓您輕鬆與內部部署/雲端叢集上的 Slurm 排程器互動
  • 從工作提交到使用 Python 進行資料分析,從範本開始,您可以更全面地掌控整個流程
RCWA
新的 RCWA 求解器強化
  • 全新光柵功率結果,讓分析更乾淨簡單 
  • 針對平面各向異性材料的新增支援

功能

由 Lumerical FDTD 支援的多功能可擴充光子設計

Lumerical FDTD 是業界領先的模擬軟體,可設計並最佳化多種光子元件。Lumerical FDTD 有相當高的多功能與擴充性,速度無與倫比,可幫助充分利用 HPC (CPU 和 GPU) 和雲端資源。

 

主要特色

  • FDTD – 3D 電磁求解器
  • RCWA – 嚴謹耦合波分析
  • STACK – 光學多層求解器
  • 光子反向設計最佳化
  • 利用 HPC 和雲端進行擴充和加速

從擷取電場和磁場分佈,到透射、反射和各光柵繞射階之功率的評估,RCWA 都能為具有表面模式的複雜多層堆疊快速進行模擬。

非常適合用於快速製作薄膜應用的原型。從擷取微共振腔效應和干擾到處理偶極照射和平面波功能,STACK 提供複雜薄膜多層堆疊的快速模擬。

自動發現針對指定設計目標的最佳設計和幾何形狀。  發現非直覺的幾何形狀,可最佳化效能、最小化區域並提高可製造性。

強大的後處理能力,包括遠場投影、頻帶結構分析、雙向散射分佈函數 (BSDF) 產生、品質因子分析和電荷產生率。

模擬非線性材料或具有空間變化各向異性材料製造的裝置。從多種非線性、負指數和增益模型中選擇。使用彈性嵌入式材質定義新的材質模型。

使用多係數模型,在較大的波長範圍上準確地建構材料模型。自動從樣本資料產生模型或自行定義函數。

借助 FDTD 的 CAD 環境和可參數化模擬物件進行 2D 和 3D 模型的快速模型迭代。

案例研究

查看案例研究

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Rockley Photonics

Rockley 在 Amazon 的 Elastic Compute Cloud (EC2) 上,使用 Lumerical 軟體進行多個 2D 和 3D 單一時域模擬,從而允許擷取高解析度光譜。

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Xanadu

Xanadu 以前所未有的低損耗效能打造 X8 量子運算晶片,同時大幅加速設計時程。

Ligentec

LIGENTEC 運用 Ansys Lumerical 的光子反向設計來設計小型波導交錯設計

LIGENTEC 將 Ansys Lumerical FDTD 中的光子反向設計 (PID) 功能用於波導交錯的設計和最佳化。

白皮書

檢視更多

Diffraction

最大化多層式與繞射式光學元件的設計彈性

瞭解如何利用 Ansys Lumerical FDTD 中的有限差分時域 (FDTD)、嚴謹耦合波分析 (RCWA) 以及 STACK 求解器來模擬奈米結構化多層光學元件。 

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為成功而設計:光子整合元件的求解器組合策略

本白皮書討論使用多種光學求解器來應對光子積體電路 (PIC) 元件模擬挑戰的方法。 

應用程式庫

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應用

光子反向設計光柵耦合器 (3D)

在此範例中,我們使用反向設計工具組 (lumopt) 來最佳化 3D SOI 光柵耦合器。

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應用

HUD 適用的極化敏感型電漿反射器 – Speos 互通性

或是需要反射偏極化光的 HUD;我們在此展示的週期性電漿奈米構造,可為某些極化提供顯著反射。

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應用

微型 LED

在此範例中,我們使用 STACK 光學求解器和 FDTD 來描述圓柱型微型 LED 的特徵,並擷取發射功率和輻射場型。

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FDTD 產品參考手冊

FDTD 參考手冊提供產品功能的詳細說明。

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RCWA 產品參考手冊

RCWA 參考手冊提供產品功能的詳細產品說明。 

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STACK 產品參考手冊

STACK 參考手冊提供產品功能的詳細說明。

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