Ansys Lumerical FDTD
關注創建者：匿名 創建時間：2022-06-20
Ansys Lumerical FDTD的實例教程
這種靈活性對Lumotive很有吸引力，因為他們只有在研發周期的特定時間段內需要使用大量計算資源，再加上Lumerical FDTD本身具有較高的靈活性，通過設置，允許用戶同時調用多臺服務器運行大規模的并行仿真，可極大加快仿真速度，同樣的成本也允許用戶在一臺服務器上通過運行更長時間來實現。
高性能Ansys Lumerical FDTD可與EC2實現無縫協作，幾分鐘即可啟動運算。啟動一個典型的FDTD仿真例子僅需簡單的幾個步驟，比如先創建虛擬私有云，再完成安全設置與許可證授權，最后定義一個啟動模板；另一個性價比高的解決方案是可以在沒有圖形界面的Amazon Linux上運行Ansys Lumerical FDTD engine，只需要把預備仿真文件存儲在S3中，可省去在云端來回的傳輸成本。因此，除了完整的Lumerical FDTD外，Lumerical提供的一種更靈活的“云計算授權包”（Cloud pack licenses）選項以方便云計算用戶，幫助用戶實現在關鍵設計周期降低成本且實現大規模計算的目標。
通過借助Lumerical HPC解決方案，Lumotive快速通過AWS平臺實現了仿真設計目標。Lumerical FDTD允許用戶將一項大型仿真任務采用分布式的方式，同時調用多個計算機核進行仿真，可達到極高的并行運算水平。這種快速擴展使Lumotive能夠將其設計時間縮短2-3個數量級，又完全不會降低其準確性，經過對比，此前在其工作站上運行仿真要耗費數小時，后來僅需幾分鐘就能完成。
此外，除了工作流程的改進和仿真性能的優化外，Lumerical Python API對于Lumotive后續多項獨立工藝參數及約束的設計優化目標也起到關鍵作用。
展開 ></p><ul><li>CPO信號完整性分析工作流程</li><li>Lumerical-Zemax具有多波長能力Metalens的工作流程</li><li>具有XY空間變化的Zemax OpticStudio LSWM插件</li></ul><p><strong>Ansys Lumerical FDTD的現代用戶界面</strong></p><p><strong>Ansys Lumerical FDTD的現代用戶界面</strong></p><ul><li>新的選項卡式工具條菜單：文件、視圖和設計選項卡包含常用工具，FDTD、RCWA和STACK求解器選項卡布局直觀。
展開 Lumerical在AWS EC2上的HPC解決方案
Lumotive考慮過多種HPC解決方案來加速大規模仿真，但最終他們決定采用由Ansys Lumerical FDTD提供支持的亞馬遜云科技（AWS）上的云解決方案。推動其做出該決定的因素包括：Lumerical FDTD的準確性和運行時性能，以及其對HPC的適應性和亞馬遜云解決方案的成本效益靈活性。
在Lumerical的支持下，Lumotive開發了一套定制工作流程，從而實現了其極具挑戰性的設計目標。Lumotive的Python API是該定制流程的重要組成部分，可實現運行時可擴展性和互操作性，從而使Lumotive能夠利用優化和后處理所需的開源工具。Lumotive的Prasad Iyer表示：“我們使用Ansys Lumerical FDTD、AWS和Python API設計了這種超表面，同時使其與CMOS制造公差兼容?！?AWS通過易于使用的Web界面，提供安全、可調整大小的計算能力。其提供了一種按需購買計算時間的便捷方式，用戶能夠訪問多個大型服務器，并且只需按實際使用的時間付費。這種靈活性對Lumotive而言很有吸引力，因為他們在開發周期的短時間內就需要大量計算資源。此外，由于Lumerical FDTD具有較高的靈活性，因此用戶可以同時使用多個服務器運行大型仿真，從而大幅加快工作速度。于是，其成本與在一臺服務器上運行較長時間的成本相當。
高性能Ansys Lumerical FDTD可與EC2無縫協作，并可在幾分鐘內啟動。啟動典型的FDTD仿真只需幾個步驟，包括創建虛擬私有云、激活安全性和許可證管理，以及定義啟動模板。
展開 現在，有一種設計CMOS圖像傳感器攝像頭的進階方法——通過Ansys Lumerical與Ansys SPEOS之間的互操作，工程師能夠設計包含宏觀透鏡和微觀傳感器的攝像頭系統，且優化CMOS傳感器的效率。該工作流程能幫助工程師考慮真實照明條件，同時優化CMOS圖像傳感器。
Ansys SPEOS可預測系統的照明和光學性能。SPEOS使工程師能在宏觀尺度上研究光與機械幾何結構的相互作用，節省原型設計的時間與成本。
Ansys Lumerical提供納米光子仿真工具，讓用戶能在波長尺度上對光與幾何結構的相互作用進行建模，包括光學、電子和熱效應。
SPEOS和Lumerical可以共享各種應用的仿真信息，例如平視顯示器（HUD）、具有表面等離子體的系統、衍射光柵、發光結構、表面和體積散射、衍射光學元件等。CMOS傳感器攝像頭的新工作流程是這個不斷增加的應用列表中的新成員，結合SPEOS和Lumerical工具，Ansys為完整的光學系統提供了仿真解決方案。
在Ansys Lumerical FDTD（左）和Lumerical CHARGE（右）中建模的CMOS圖像傳感器
CMOS圖像傳感器攝像頭：
Ansys Lumerical FDTD可用于為CMOS圖像傳感器等納米光子器件的光學屬性建模?？傻玫降年P鍵屬性包括：吸收光子的光學效率，以及襯底中的電子-空穴對生成速率。與Ansys Lumerical CHARGE耦合后，設計師能夠探索其他導入屬性，例如量子效率和串擾，這兩者都需要仿真電氣行為。Ansys Lumerical的FDTD和CHARGE可用于解決眾多設計難題，例如：背照式傳感器、光學和電子串擾的影響、微透鏡偏移或斜入射角幾何結構的優化，以及將彩色濾光片整合到復雜傳感器幾何結構時的效果。
展開 Ansys Lumerical FDTD的主要應用
CMOS圖像傳感器
OLED和液晶顯示
表面計量
表面等離激元
石墨烯器件
太陽能電池
集成光子器件
超材料、超表面
衍射光學和光子晶體
Ansys光學軟件產品推薦
ZEMAX
Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件，它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能，能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。
SPEOS
Speos是Ansys公司開發的專業用于光學設計、環境與視覺模擬系統、成像應用的光學仿真軟件,已經廣泛用于航空,航天,軍工，汽車，軌道交通、通用照明等領域，也可依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行的場景仿真。Ansys Speos光學仿真軟件基于可視化產品三維模型，直接采用數字樣機，使用虛擬環境仿真平臺，進行視覺功效虛擬分析和人因環境評估，在產品設計階段對的方案可行性進行驗證，在設計前期發現、反饋和處理問題，使光學設計以高效率、超同步、易優化的工作實現可靠的產品解決方案。
Lumerical
Lumerical是Ansys公司開發的用于微納光子器件、芯片及系統的設計仿真軟件，融合了FDTD、EME等求解器，對微納結構及其器件進行設計仿真分析。
咨詢與訂購方式
聯系人：光研科技南京有限公司徐保平
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Ansys Lumerical FDTD的最新內容
2.2 Ansys Lumerical FDTD/RCWA：亞波長光柵設計
聚焦納米級表面浮雕光柵仿真建模，是衍射波導核心器件設計關鍵：
采用嚴格耦合波分析（RCWA）與時域有限差分（FDTD）求解器，建模輸入、輸出耦合光柵衍射特性；
優化光柵核心參數，適配530nm基準波長、1.52折射率波導材料；
導出JSON光柵數據文件與.sop插件文件，以表面屬性形式接入Speos
使用Ansys Lumerical FDTD軟件中的嚴格耦合波分析（RCWA）求解器，對2D刻劃光柵的透射特性進行仿真
體積全息光柵是通過在感光材料中記錄全息圖案制造而成的。首先，感光材料（即聚合物或玻璃）暴露于由兩個相干激光束產生的干涉圖案中，這就形成了基板材料中折射率的三維調制。
當光以原始記錄的入射角之一照射光柵時，它會再現流程中使用的第二個記錄光束。
另外，我們基于Ansys Lumerical FDTD軟件及波導邊界曲線伴隨法逆向設計，優化實現了任意角度X型交叉等器件，器件體積極致縮小。
Lumerical FDTD
Lumerical Burst改進（“提交即忘”模式、支持S參數掃描、支持Spot實例）
GPU加速FDTD仿真的新功能（體電流源、寬帶源、直接網格劃分）
RCWA求解器新功能（Theta和Phi二維映射、擴展場監視器區域、內存與線程的自動平衡）
3D CAD現代窗口設為默認模式
Ansys LumericalMultiphysics
5月12日 | Ansys Lumerical FDTD基礎培訓
簡介： Ansys Lumerical FDTD是一款業界公認的光子學仿真軟件，可用于設計、分析和優化微納光子器件?；诟咝阅芮蠼舛S/三維麥克斯韋方程，它能夠精準地分析微納尺寸器件或亞波長結構與電磁波的互相作用。本次培訓將涵蓋軟件的基礎知識，包括軟件界面、建模、仿真流程、結果處理等核心功能。
Ansys | 什么是光電子學？1個月前
Lumerical FDTD先進3D電磁FDTD仿真軟件中，分別對具有（a）大型電接觸和（b）小型電接觸的垂直光電探測器中的2D橫向電場分布進行仿真
Ansys提供了以下用于光電器件仿真的工具：
Ansys Lumerical軟件：Lumerical軟件專注于光電器件的微納光子行為仿真。
Ansy Lumerical FDTD求解器：對LED的遠場發射方向圖和提取效率進行仿真。FDTD求解器還可以與Ansys Speos設計工具配合使用，計算錐光坐標中的光譜強度。
Ansys Lumerical CHARGE和Ansys Lumerical MQW求解器：對LED的電流-電壓（I-V）曲線、自發發射功率頻譜和內部量子效率進行仿真。
Lumerical FDTD? 軟件的集成，通過自動化 Verilog?A 模型生成與一致的光學行為，把光子器件設計連接到系統級光學仿真。
我們將會從復用器件的應用背景、基本原理、常見結構以及性能參數等部分進行講解，并使用Ansys Lumerical FDTD或者MODE模塊進行仿真設計。接下來將從復用器件的基本概念開始。
應用背景
人工智能、物聯網、大數據、云計算等新興技術的出現，使得人們對光通信的傳輸質量和速率要求越來越高，提高光通信的信道容量是現代數據傳輸的必然需求。
Ansys Lumerical 的 FDTD 求解器用于計算光柵輸出端的電場。然后將結果導出到 .zbf 文件中。
第 2 步：使用 Zemax 進行宏觀設計（“OUT”方向）
步驟 1 中的 .zbf 文件被導入 OpticStudio 中，用于將光進一步傳播到光學系統中。我們介紹了如何進行公差分析，并證明添加微透鏡會顯著提高光纖對準的公差。在此步驟結束時計算系統的耦合效率。
