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软件功能
一、光子器件设计与仿真：FDTD Solutions
软件是一款三维麦克斯韦方程求解软件，可以分析紫外、可见、红外至太赫兹和微波频率段电磁波与具有亚波长典型尺寸复杂结构的相互作用。使得设计师能够从容地面对光子设计复杂的挑战问题。快速原型制造和高精度仿真大大降低对费用高昂的原型试验的依赖，因而可以对设计概念进行快速评价，进而缩短产品研发周期，降低费用。FDTD Solutions 可以帮助你成功应对各种复杂的应用，从基础光子学研究，到目前工业界领先应用领域如成像、照明、生物光子学、光伏、以及众多其他应用
1.给客户带来的收益
ANSYS Lumerical 2020高度优化的计算引擎使得用户可以使用各种多核计算系统，从笔记本电脑到高性能计算集群
对广泛操作系统和硬件(包括亚马逊EC2)的支持使得在各种先进计算系统上高产出设计评价成为可能
并行参数化扫描／优化以及在多计算机上并发并行计算的能力使得快速虚拟制造成为可能
拥有自主产权的多系数材料建模能力再加上软件中的灵活材料插件可以精确地仿真宽光谱线性材料色散以及非线性、增益和各向异性等效应
2.应用领域
图像传感器
OLEDS
薄膜型硅光电池
光子晶体和衍射光学
非线性效应
粒子和表面散射
热辅助磁记录
显微术和光刻
超材料
石墨烯器件
磁光学效应
液晶器件
表面等离激元
光子集成线路
二、波导求解和传播模拟：MODE Solutions
ANSYS Lumerical 2020软件拥有特征模式计算以及长距离光场传播的各种仿真方法，是一款设计、分析、优化波导结构的理想工具。特征模式计算引擎可以计算任意形状波导中导模的物理特性； 其2.5D varFDTD 可以快速高精度地仿真SOI楔形波导和环形谐振腔等；而特征模式展开法 eigenmode expansion (EME) solver 是仿真长传播距离波导器件，例如模斑尺寸转换器、楔形波导和布拉格光栅等器件的理想方法。与软件的光电子仿真软件DEVICE组合使用，MODE Solutions 为设计和分析主动器件，如高速光电子调制器等提供强力仿真工具。软件 的FDTD Solutions、INTERCONNECT 和 DEVICE以及 MODE Solutions 是综合光子设计和分析工具的关键组成部分。所有的软件均支持数据的输入输出以及与常用集成电路仿真软件EDA 的集成，因而为从器件结构到大型器件优化和系统设计提供一个完整的产品设计流程
1.给客户带来的收益：
降低开发成本、用高精度的原型试制加快入市时间
为定性研究制造允差对设计性能的影响提供强力分析工具
新颖的设计概念，灵活、简便实用的设计软件
2.应用领域
表面等离激元波导
波导耦合器
一般波导
热辅助磁记录
光纤
电光调制器
楔形波导
非线性光学
光子集成线路
三、半导体光子器件模拟：DEVICE
DEVICE应用工业界验证的漂移扩散方程对半导体中载流子进行静态和瞬态建模。使用高级的有限元网格生成算法，DEVICE软件能够有效地处理任意几何形状，可以精确地仿真创新的集成光电子设计
ANSYS Lumerical 2020E为用户提供了一套完整的工具来设计和评估半导体器件，包括集总过程的模拟，全面的材料物理模型，以及强大稳健的器件模拟数值算法
与软件 的波导设计软件MODE Solutions联合使用, DEVICE为设计、分析像高速光电子调制器之类的主动器件提供了强力工具
该软件的FDTD Solutions、INTERCONNECT 和 DEVICE以及 MODE Solutions 是综合光子设计和分析工具的关键组成部分。所有的软件均支持数据的输入输出以及与常用集成电路仿真软件EDA 的集成，因而为从器件结构到大型器件优化和系统设计提供一个完整的产品设计流程
1.给客户带来的收益
通过高度精确的和内置的优化算法快速虚拟原型试制,减少对昂贵物理样机的需求
通过精心设计的易于使用的设计工具，用户可以快速学习和快速实践
全面的功能可以灵活应对一个集成光子线路不同应用和不同设计阶段
与该软件其它光子设计工具软件简便集成可以在高效的工作流程下全面表征 光电子器件
2.应用领域
CMOS 图像传感器
光伏器件
电光调制器
主动超材料
集成光电探测器
四、光子芯片仿真：INTERCONNECT
INTERCONNECT 是一款集成光子线路设计软件，利用其树形分布的示意符号可以简便、可靠地设计、仿真和分析复杂和大型光子集成线路。
INTERCONNECT 支持时间域和频率域分析。时间域仿真使用数据流系统仿真器，因而比传统的离散时间或者时间驱动仿真器更具灵活性。频率域仿真使用散射数据分析计算系统的响应。用多功能可视化 工具很容易分析线路特性，如振幅、位相、群延迟和色散等。
FDTD Solutions, MODE Solutions 和 DEVICE 及 INTERCONNECT是综合光子设计和分析工具的关键组成部分。所有的 软件均支持数据的输入输出以及与常用集成电路仿真软件EDA 的集成，因而为从器件结构到大型器件优化和系统设计提供一个完整的产品设计流程。
1.给客户带来的收益
ANSYS Lumerical 2020仿真那些用其它仿真方法太大而无法仿真的多器件光子线路
根据所要解决的特殊设计挑战，设计师可以方便地选择时间域和频率域仿真
使用INTERCONNECT 中的理想元件快速进行光子线路原型制造
将该软件其它仿真工具MODE Solutions, FDTD Solutions 和 DEVICE 仿真的高精度物理设计结果引入到复杂的PIC元件库中
2.应用领域
波分复用
生物传感器
环形调制器
光学滤波器
环形谐振腔滤光器
软件特色
一、用于下一代光子学产品的精确、多功能、高性能仿真设计
1.精确严格求解3维矢量麦克斯韦方程
2.是学术界尖端研究和工业界产品开发，易学易用的设计工具
3.及时地充分利用高性能计算技术
二、可解决具有挑战性关键设计的技术
1.能高效准确地模拟色散材料的难题：独有的多系数材料模型为准确描述色散材料的性质提供了理想的工具
2.获得纳米器件设计精确结果需要长时间的难题：及时地充分利用现代计算技术的硬件，提供需要最少代价的最新网格化技术，可解决具有挑战性关键设计的技术
三、多系数材料模型极大地提高了计算结果的精度
1.采用公司独用的技术-– “多系数材料模型(MCMs)” –提供比前述罗伦次-杜德模型超好的拟合。软件给出拟合曲线和拟合误差
2.自动拟合材料色散数据
3.用户可以设定系数个数、拟合允差和波长范围
4.用户可以自行导入自己的材料、或者选择内置材料库中的材料
5.用户可以自定义色散材料、增益材料、各向异性材料和非线性材料
6.含内嵌的 χ(2) 材料和顺磁性材料
7.添加了非对角化的各向异性材料，包括液晶材料和磁光材料
四、高性能计算技术
1.高速计算引擎：优化的源代码：并行计算充分利用多核计算机系统的高性能
2.CPU使用的最大化：支持常用的各种操作系统;软件授权许可证与硬件、操作系统无关
3.避免不必要的计算：提供各种边界条件;优化的集成设计;高级网格化技术
五、业界最高级的网格划分
1.均匀网格
2.自动优化的渐变网格：根据需要提高网格分辨率
3.共形网格：通过非常复杂的描述麦克斯维旋度方程技术减少需要精确分辨材料边界(如曲面、薄膜层)的超细网格
小编点评
ANSYS Lumerical 2020 是一款功能强大的光子系统仿真解决方案，是专业3D FDTD Maxwell方程求解器应用程序，这款工具主要适用于纳米光子器件，工艺和材料的设计，分析和优化等操作，软件提供了丰富实用的功能模块。
