ANSYS Lumerical 2024 R1

ANSYS Lumerical 2024 R1是專門為研究人員和工程師們提供的一款高性能光子模擬軟體，內(nèi)置功能強大的光子系統(tǒng)仿真解決方案，可用于光子器件、電路和系統(tǒng)設(shè)計的模擬環(huán)境，因此可很好的應(yīng)用在光子科學(xué)和材料加工的先進領(lǐng)域中，如AR/VR、數(shù)位成像、太陽能和量子計算等。該軟件內(nèi)置Lumerical CHARGE、DGTD、FDTD、FEEM、HEAT、INTERCONNECT等多個強大的組件，十分全面，從而更好的為用戶們提供強大的CMOS圖像傳感器、光伏發(fā)電、光子逆設(shè)計、雷射、超材料、等離子等各種功能。

另外，全新的ANSYS Lumerical 2024 R1與上個版本相比，提供了強大的功能，可加快仿真時間、提高仿真精度并擴展與其他 Ansys 產(chǎn)品的互操作性.光學(xué)軟件之間的互操作可提高效率,新的lumerical可將多入射角和振幅數(shù)據(jù)與偏振和相位數(shù)據(jù)一起存儲在一個快速、內(nèi)存效率高的映射文件中,新的用戶界面提高了Speos實時預(yù)覽的舒適度和直觀體驗,以創(chuàng)新和改進其解決方案來滿足客戶的未來需求，為所有行業(yè)領(lǐng)域提供強大的仿真技術(shù)，并致力于帶給用戶更好的使用體驗。

Lumerical組件介紹

1、Lumerical DEVICE version

DEVICE是設(shè)計、分析和優(yōu)化半導(dǎo)體光電子器件的超強半導(dǎo)體TCAD 器件仿真軟件，DEVICE應(yīng)用工業(yè)界驗證的漂移擴散方程對半導(dǎo)體中載流子進行靜態(tài)和瞬態(tài)建模。使用高級的有限元網(wǎng)格生成算法，DEVICE軟件能夠有效地處理任意幾何形狀，可以精確地仿真創(chuàng)新的集成光電子設(shè)計。Lumerical 的DEVICE 軟件能夠有效地處理任意幾何形狀，因而允許產(chǎn)品工程師和研究科學(xué)家將精力集中于創(chuàng)新集成光電子設(shè)計理念，同時又對模擬結(jié)果的準確性具有信心。DEVICE 為用戶提供了一套完整的工具來設(shè)計和評估硅器件的性能，包括集總的過程模擬、全面的物理材料模型、穩(wěn)健的數(shù)值算法，再加上Lumerical直觀的人機交互界面和強大的文本程式，使得在無縫集成、高產(chǎn)出的環(huán)境下快速、準確地研發(fā)前沿光電子器件成為可能。

2、Lumerical FDTD Solutions version

FDTD Solutions 是一款三維麥克斯韋方程求解軟件，可以分析紫外、可見、紅外至太赫茲和微波頻率段電磁波與具有亞波長典型尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)的相互作用。FDTD Solutions：基于矢量3維麥克斯維方程求解，采用時域有限差分FDTD法將空間網(wǎng)格化，時間上一步步計算，從時間域信號中獲得寬波段的穩(wěn)態(tài)連續(xù)波結(jié)果，獨有的材料模型可以在寬波段內(nèi)精確描述材料的色散特性，內(nèi)嵌高速、高性能計算引擎，能一次計算獲得寬波段多波長結(jié)果，能模擬任意3維形狀，提供精確的色散材料模型。

3、Lumerical INTERCONNECT version

IINTERCONNECT 是一款集成光子線路設(shè)計軟件，利用其樹形分布的示意符號可以簡便、可靠地設(shè)計、仿真和分析復(fù)雜和大型光子集成線路。Interconnect是一個光-電和光子集成線路(PIC)設(shè)計軟件包，可以用于設(shè)計、模擬仿真和分析包含馬赫-曾德爾調(diào)制器、耦合環(huán)形諧振腔和陣列波導(dǎo)光柵等在內(nèi)的集成光路、硅基光子學(xué)器件和光互聯(lián)系統(tǒng)，它同時含有時域和頻域仿真器. 時域仿真是通過數(shù)據(jù)流系統(tǒng)仿真器進行的，因此比傳統(tǒng)的時間離散或時間驅(qū)動的模擬器更具靈活性。模擬器調(diào)度scheduler計算每個原件以生成時域波形樣本，并將它們雙向傳播。兩個非?？拷慕M件之間的耦合可以允許模擬光學(xué)諧振器的分析。頻域仿真是利用散射數(shù)據(jù)來計算線路的整體響應(yīng)，它是通過求解一個稀疏矩陣-即表示線路連接的散射矩陣來計算的，其中每個散射矩陣代表一個獨立元件的頻率響應(yīng)。

4、Lumerical MODE Solutions version

MODE Solutions 擁有特征模式計算以及長距離光場傳播的各種仿真方法，是一款設(shè)計、分析、優(yōu)化波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的理想工具。特征模式計算引擎可以計算任意形狀波導(dǎo)中導(dǎo)模的物理特性； 其2.5D varFDTD 可以快速高精度地仿真SOI楔形波導(dǎo)和環(huán)形諧振腔等；而特征模式展開法 eigenmode expansion (EME) solver 是仿真長傳播距離波導(dǎo)器件，例如模斑尺寸轉(zhuǎn)換器、楔形波導(dǎo)和布拉格光柵等器件的理想方法。

軟件特點

1、CMOS圖像傳感器

手勢傳感器，機器視覺和3D成像對成像應(yīng)用的興趣日益濃厚，導(dǎo)致對高性能CMOS圖像傳感器架構(gòu)進行了深入研究

2、衍射光學(xué)和金屬感

衍射光學(xué)元件（DOE）和超穎表面正在探索中，以用于平面成像應(yīng)用，包括增強現(xiàn)實和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備

3、集成光子元件和電路

光子集成電路為從數(shù)據(jù)中心通信到環(huán)境和生物傳感以及量子計算的各種應(yīng)用提供了廣闊的前景

4、LED/有機發(fā)光二極管

為了提供更明亮，更高效的光源，研究人員正在探索如何在發(fā)光二極管（LED）和有機發(fā)光二極管（OLED）結(jié)構(gòu)中使用納米光子學(xué)

5、超材料與等離子

下一代光子設(shè)備和傳感器中的等離激元和工程光子材料（例如超材料）存在許多高影響力的機會

6、光伏發(fā)電

為了提高效率并降低材料成本，研究越來越集中在新的太陽能電池設(shè)計概念上

7、光子逆設(shè)計

給定所需的目標(biāo)性能，可采用計算方法來找到最佳的設(shè)備幾何形狀

8、雷射

將物理仿真的精度與光子集成電路仿真的性能和規(guī)模相結(jié)合