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Ansys Lumerical FDTD
Simulation of Photonic Components

Ansys Lumerical FDTD is the gold-standard for modeling photonic components, processes, and materials. The integrated design environment provides scripting capability, advanced post-processing, and optimization methods.

ANSYS LUMERICAL FDTD

Industry’s Leading Choice for Versatile and Scalable Photonic Design

Ansys Lumerical FDTD is photonic simulation software that integrates FDTD, RCWA, and STACK solvers in a single design environment. This empowers precise analysis and optimization for various devices, including diffraction gratings, multilayered coatings, uLEDs, CMOS image sensors, metalenses, and metasurfaces, delivering best-in-class performance across diverse applications. Ansys Lumerical FDTD empowers rapid virtual prototyping and verification of thousands of iterations for the most complex designs.

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    Advanced photonic with FDTD, RCWA, or STACK
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    Multiphysics and Multiscale Workflows
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    Scalable HPC, GPU, and Cloud
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    Foundry Compatible and Customized Design
ansys lumerical fdtd

Quick Specs

Ansys Lumerical FDTD works seamlessly with Ansys Lumerical CML Compiler, Ansys Multiphysics solvers, Ansys Speos, Ansys Zemax, and third-party electronic-photonic design automation (EPDA) vendors to enable fast, accurate, scalable photonic design.

  • Performance and accuracy with FDTD
  • Periodic structures analysis
  • Multilayer thin films analysis
  • Scale with HPC, GPU, and cloud
  • Connects with multiscale and multiphysics
  • Simulate gratings, polarizers, and coatings
  • Connect with optiSLang for optimization
  • Automation API
  • Particle swarm

JANUARY 2025

What's New

Advances in 2025 R1 revolutionize photonics design with Ansys Lumerical FDTD’s powerful GPU-accelerated simulations for faster meshing and more extensive system modeling, innovative layer repetition for holographic grating designs in AR/VR, and a sleek, streamlined user interface for unmatched efficiency and usability.

2025 R1 Lumerical FDTD GPU Processing
GPU-Accelerated Simulations in Lumerical FDTD

The latest enhancement in Ansys Lumerical FDTD introduces GPU-accelerated simulations, enabling significant memory savings and faster meshing times. This advancement allows photonics engineers and researchers to simulate larger systems with improved efficiency, making tackling more complex designs and systems easier without compromising performance.

2025 R1 Lumerical FDTD Holographic Gratings
Volume Holographic Gratings Simulations

New layer repetition feature for simulating volume holographic gratings in RCWA provides users with fast multi-layer simulations of holographic gratings for AR/VR and head-up display applications.

 

2025 R1 Lumerical FDTD Modern Interface
Modern UI for Ansys Lumerical FDTD

The Ansys Lumerical FDTD user interface features a contemporary, streamlined design with a new tabbed tool strip for efficient job launching and enhanced usability.

 

CAPABILITIES

Versatile and Scalable Photonic Design Powered by Lumerical FDTD

Lumerical FDTD is industry’s leading simulation software for design and optimization of a wide range of photonic components. Lumerical FDTD is remarkably versatile and scalable, offering unmatched speed and the ability to harness HPC (CPU and multi-GPU) and cloud resources.

 

Key Features

  • FDTD – 3D Electromagnetic Solver
  • RCWA – Rigorous Coupled Wave Analysis
  • STACK – Optical Multilayer Solver
  • Photonic Inverse Design Optimization
  • Scale and Accelerate with HPC and Cloud
  • 3D CAD Environment
  • Layer Builder
  • Lumerical connectors in Ansys OptiSLang
  • Ansys Optics Solution Interoperability

It has high accuracy with options for auto non-uniform meshes. Lumerical FDTD is also foundry compatible and supports automated design processes with its scripting capabilities, advanced post-processing, and optimization routines.

RCWA provides fast simulations of complex multilayer stacks with surface patterning, from capturing the electric and magnetic field distributions to transmitting, reflecting, and evaluating power in each grating order.

It is ideal for rapid prototyping for thin film applications. From capturing microcavity effects and interference to handling dipole illumination and plane wave functions, STACK provides quick simulations of complex thin film multilayer stacks.

Discover non-intuitive geometries that optimize performance, minimize area, and improve manufacturability.

Choose from various nonlinear, negative index, and gain models. Define new material models with flexible material plug-ins.

Automatically generate models from sample data or define the functions yourself.

FDTD’s CAD environment and parameterizable simulation objects allow rapid model iterations for 2D and 3D models. It provides eye comfort with Dark Mode and is fully compatible with 4k high DPI screens and modern 3D views. 

Change the position, ordering, and thickness of each layer. Simulate curved side-angled waveguides, then export the layer configuration, including material data, as a process file (.lbr) that foundries can fabricate.​

Automate multiphysics simulation workflows and benefit from the state-of-the-art sensitivity analysis and optimization algorithms available in optiSLang.

The Lumerical Sub-Wavelength Model (LSWM) plugin allows you to simulate and design coatings, polarizers, and diffraction gratings in OpticStudio and Speos.

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Rockley Photonics社

Rockley社は、Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)でLumericalソフトウェアを使用して複数の2Dおよび3D単一時間領域シミュレーションを行うことにより、高分解能スペクトルを抽出することができました。

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Xanadu社

Xanadu社は、設計スケジュールを大幅に短縮しながら、これまでにない低損失性能を備えたX8量子コンピューティングチップを構築しています。

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LIGENTEC社、小型導波路交差設計のためにAnsys Lumericalフォトニック逆設計を採用

LIGENTEC社は、導波路交差の設計と最適化のためにAnsys Lumerical FDTDのフォトニック逆設計(PID)機能を使用しました。

ホワイトペーパー

さらに見る

Diffraction

多層および回折光学コンポーネントの設計柔軟性の最大化

有限差分時間領域(FDTD)、厳密な結合波解析(RCWA)、およびAnsys Lumerical FDTDのSTACKソルバーを使用してナノ構造の多層光学コンポーネントをシミュレーションする方法について説明します。 

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成功のための設計: フォトニック集積コンポーネントのソルバー組み合わせ戦略

このホワイトペーパーでは、光学ソルバーを組み合わせてフォトニック集積回路(PIC)コンポーネントシミュレーションの課題に対処するためのアプローチについて説明します。 

アプリケーションギャラリー

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アプリケーション

格子カプラのフォトニック逆設計(3D)

この例では、逆設計ツールボックス(lumopt)を使用して、3D SOI格子カプラを最適化しています。

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アプリケーション

HUD用の偏光感受型プラズモニックリフレクター - Speosとの相互運用

このアプリケーションでは、偏光を反射する必要があるHUDを取り上げ、特定の偏光に対して有意な反射を提供できる周期プラズモニックナノ構造について説明します。

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アプリケーション

マイクロLED

この例では、STACK光学ソルバーとFDTDを使用して円筒形マイクロLEDをキャラクタライズし、放射強度と放射パターンを抽出します。

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FDTD製品リファレンスマニュアル

FDTDリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。

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RCWA製品リファレンスマニュアル

RCWAリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。 

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STACK製品リファレンスマニュアル

STACKリファレンスマニュアルでは、製品機能の詳細を参照できます。

アクセシビリティに優れたAnsys

Ansysは、障がいを持つユーザーを含め、あらゆるユーザーが当社製品にアクセスできることがきわめて重要であると考えています。この信念のもと、US Access Board(第508条)、Web Content Accessibility Guidelines(WCAG)、およびVoluntary Product Accessibility Template(VPAT)の最新フォーマットに基づくアクセシビリティ要件に準拠するよう努めています。

Ansysができること

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当社はお客様の質問にお答えし、お客様とお話できることを楽しみにしています。Ansysの営業担当が折り返しご連絡いたします。

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