OptiFDTD是用于設計、分析和測試最新無源和非線性光子器件里光波的傳播、散射、反射、衍射、偏振和非線性現象的一款仿真軟件。它功能強大、高度集成且用戶友好，OptiFDTD的核心程序基于時域有限差分法（FDTD），具有二階數值精度和最先進的邊界條件-單軸完美匹配層（UPML）邊界條件。該算法使用全矢量麥克斯韋微分方程對電場和磁場在時域和空間域內進行求解，適用于任意形狀的幾何模型同時對器件的材料特性不需要有任何限制。

OptiFDTD可以顯著提高設計工程師的工作效率，縮短產品推向市場的周期。和其他Optiwave光子自動設計軟件的協同仿真。

FDTD能夠實現有效且強大的仿真能力，并對具有非常精細結構細節的亞微米器件進行分析。亞微米級表示高度的光限制，并且相應地，在典型的器件設計中使用的材料的折射率差異大，這是使用其他數值方法無法解決的限制。

OptiFDTD工作流程

· 使用OptiFDTD創建和運行FDTD模擬可以使用以下4個主要程序來完成：
· OptiFDTD Designer-OptiFDTD主要程序。從這里，您可以創建新設計、設置模擬參數、編寫腳本和啟動模擬。數據保存在擴展名為.fdt的項目文件中。
· OptiFDTD Simulator-從設計器運行模擬并處理.fdt文件中的項目文件。在Desinger中執行模擬時自動打開。模擬結果存儲在擴展名為.fda的文件中。
· OptiFDTD Analyzer-使用OptiFDTD Analyzer（.fda）加載并分析生成的結果文件。包含廣泛的查看選項、分析和后處理功能，并具有將數據導出為其他文件格式的功能。

特點

集成仿真環境

OptiFDTD 擁有一個完整的且使用方便的3D圖形用戶界面，以此可進行復雜器件的設計、仿真和分析。來自第三方CAD軟件所提供的廣泛使用的DXF和GDSII的格式可以方便地導入和導出OptiFDTD。OptiFDTD和OptiBPM可以很容易地進行協同仿真，從而擴大被仿真對象的規模。

強大的自動化和參數掃描

OptiFDTD設計和仿真擁有功能強大的Visual Basic腳本語言，實現完全自動化。該語言易于學習，并提供標準的編程結構，如對象、循環和測試。參數掃描提供了一個易于使用的圖形界面用于參數仿真，其中在每一次迭代中一個或兩個參數發生變化。OptiFDTD的后處理工具可以利用自動化功能，幫助用戶優化設計。

針對于光子晶體的平面波展開頻帶求解器

完全集成的二維PWE頻帶求解器和光子晶體編輯器可以幫助用戶進行任何類型的光子晶體問題（1D、2D、3D）的設計和仿真。PWE頻帶求解器可以掃描第一布里淵區的k空間并找到晶體結構的本征頻率。帶隙將會自動繪制成能帶圖。

并行處理性能

OptiFDTD使用64位操作系統和處理器。OptiFDTD能夠在使用共享內存的單機上高效運行多核和多處理器，提供最佳性能和最低內存占用（相比于諸如MPI的分布式存儲架構）。對于需要大量內存的超規模仿真，用戶可以使用我們的Linux的3D仿真引擎，該引擎經專門設計可利用Linux計算機集群。

先進的仿真后處理工具

OptiFDTD提供先進的模擬分析工具。OptiFDTD分析儀可以讓用戶觀察由探測器記錄的任何場成分的時域和頻域（使用DFT變換）振幅，相位。所有的場數據可以輸出用于諸如MATLAB?或Origin?等第三方軟件工具用于進一步數據處理。

時域場的演變也可以以影像（avi格式）的形式記錄下來進行可視化。功率分布、坡印廷矢量、重疊積分、熱吸收計算和遠場計算可以使用OptiFDTD分析儀和OptiFDTD工具箱完成。

特點概要

光源：

· 使用OptiMode算出的波導模輸入
· 高斯光束輸入
· 平面波輸入
· 點光源（偶極子）輸入
· 單波長（CW）光源
· 脈沖光源
· 線偏振或圓偏振光
· 多個光源同時輸入

材料：

· 電解質（無損和有損）材料
· 折射率（n，k）直接輸入或用于玻璃的澤爾邁爾模型
· 各向同性或各向異性介質
· 色散模型（洛侖茲，德魯德和洛侖茲-德魯德模型）
· 非線性介質（二階，三階，克爾和拉曼），只適用于2D仿真
· 理想導體
· 擴展的材料庫

邊界條件：

l 單軸理想匹配層（UPML）
l 理想電導體（PEC）
l 理性磁導體（PMC）
l 周期性邊界條件（PBC）

幾何設計：

帶梯形功能的直和斜波導；
帶梯形功能的環、弧、圓、橢圓波導
帶梯形功能的拋物線和指數波導
可以對3D形狀進行任意切割
光子晶格編輯器
IGES CAD模型（由第三方CAD專門設計軟件建模）
導出掩膜版用于光刻

模擬器：

2D TM或TE，3D模擬，
非均勻網格能力
用于光子晶體的PWE頻帶求解器
完全64bit模擬，多線程引擎
集群計算：Linux集群上的混合多線程/MPI引擎

探測器和后處理：

點檢測器（時域和頻域）
線和面積探測器（DFT，頻域）
模式分析
坡印廷矢量分析
極化功率分析
遠場變換
場導出為文本，圖像或視頻

應用

· 電介質和金屬光柵
· CMOS傳感器的設計
· VCSEL激光器無源設計
· 光子晶體
· 集成光路
· 光濾波器和諧振器
· 太陽能電池
· LED與OLED無源設計
· 納米平版印刷
· 表面等離子體共振
· 納米粒子模擬
· 衍射微光學元件
· 生物組織散射模擬