Ansys Lumerical：光子学仿真的标准工具详解

Ansys Lumerical是业界领先的光子学仿真工具，其拥有完整的光子学仿真解决方案，支持全套光子学器件级和系统级仿真。器件和系统级工具无缝协作，让设计人员能够对相互作用的光学、电气和热效应进行建模仿真。

产品之间灵活的互操作性支持将多物理场仿真和光子电路仿真与第三方EDA工具相结合的各种工作流程，以帮助优化产品性能、最大限度地降低物理原型制作成本并缩短产品上市时间。

Ansys Lumerical FDTD是业界公认的微纳光子器件仿真的标准工具。

这款高性能二维／三维麦克斯韦方程求解软件，能够精确分析具有微纳尺寸或亚波长结构与紫外、可见、红外、太赫兹和微波的相互作用，能被广泛应用千微纳光电子器件、工艺以及材料的设计、分析和优化。

FDTD的集成设计环境支持脚本语言操作、高级后处理和结构优化功能，让用户可以更专注有效地完成设计要求。

规格概要

二维或三维建模

自定义任意表面和立体形貌

高级共形网格技术

灵活的材料插件

支持随空间变化的各向异性材料

全矢量自定义和高数值孔径的宽谱高斯光源

远场分析

Q因子分析

自动提取S参数

能带结构分析

脚本和优化程序

支持云计算和HPC高性能并行计算

主要特点

光子器件逆向设计优化

针对目标自动化探索最佳设计与结构；找出性能优化、面积最小化并提升工艺匹性的非直观几何形状。

强大的后处理

强大的后处理功能，包括远场分析，能带结构分析，双向散射分布函数(BSDF)生成，Q因子分析，电荷产生率。

非线性与各向异性材料

对含有非线性材料或各向异性空间变化材料的器件进行彷真。可以选择各种非线性、负折射率和增益的材料模型，或者使用灵活的材料插件自行定义新材料模型。

三维CAD环境

CAD环境和可参数化仿真物件有助千快速构建二维或三维模型，自定义任意表面和立体形貌，用户还可以从标准CAD和IC版图工具中导入几何结构。

多系数材料模型

使用多系数材料模型在宽波长范围内准确描述真实材料的特性，根据测量数据自动生成材料模型，或自行定义函数描述材料特性。高级共型网格技术可以兼容色散材料和高折射率对比的材料，让用户可以在使用粗网格时，彷真结果仍具有高准确度。

Ansys Lumerical FDTD的主要应用

CMOS图像传感器

OLED和液晶显示

表面计量

表面等离激元

石墨烯器件

太阳能电池

集成光子器件

超材料、超表面

衍射光学和光子晶体

Ansys光学软件产品推荐

ZEMAX

Ansys Zemax是一套综合性的光学设计软件，它提供先进的、且符合工业标准的分析、优化、公差分析功能，能够快速准确的完成光学成像及照明设计。

SPEOS

Speos是Ansys公司开发的专业用于光学设计、环境与视觉模拟系统、成像应用的光学仿真软件,已经广泛用于航空,航天,军工，汽车，轨道交通、通用照明等领域，也可依据人眼视觉特征和材料真实光学属性进行的场景仿真。Ansys Speos光学仿真软件基于可视化产品三维模型，直接采用数字样机，使用虚拟环境仿真平台，进行视觉功效虚拟分析和人因环境评估，在产品设计阶段对的方案可行性进行验证，在设计前期发现、反馈和处理问题，使光学设计以高效率、超同步、易优化的工作实现可靠的产品解决方案。

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