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Ansys Lumerical FDTD
フォトニックコンポーネントのシミュレーション

Ansys Lumerical FDTDは、フォトニクスコンポーネント、プロセス、および材料のモデリングのゴールドスタンダードです。この統合設計環境は、スクリプト機能、高度なポストプロセス、最適化手法を備えています。

Ansys Lumerical FDTD

汎用性と拡張性に優れたフォトニック設計のための業界をリードする選択肢

Ansys Lumerical FDTDは、単一の設計環境にFDTD、RCWA、およびSTACKソルバーを統合するフォトニックシミュレーションソフトウェアです。回折格子、多層コーティング、uLED、CMOSイメージセンサー、メタレンズ、メタサーフェスなど、多岐にわたるデバイスの正確な解析と最適化が可能になり、さまざまな用途にクラス最高の性能をもたらします。Ansys Lumerical FDTDは、最も複雑な設計に対して数千回の反復の迅速な仮想プロトタイピングと検証を可能にします。

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    FDTD、RCWA、STACKを使用できる高度なフォトニクス
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    マルチフィジックスおよびマルチスケールワークフロー
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    スケーラブルなHPC、GPU、クラウド
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    ファウンドリ互換およびカスタマイズされた設計
Ansys Lumerical FDTD

クイックスペック

Ansys Lumerical FDTDは高速、正確、スケーラブルなフォトニック設計を可能にするために、Ansys Lumerical CML Compiler、マルチフィジックスソルバー、Ansys Speos、Ansys Zemax、サードパーティの電子-フォトニック設計の自動化(EPDA)ベンダーとシームレスに連携します。

  • FDTDによる性能と精度
  • 周期構造解析
  • 薄膜多層解析
  • HPC、GPU、クラウドで拡張可能
  • マルチスケールおよびマルチフィジックスと接続
  • 回折格子、偏光子、コーティングのシミュレーション
  • optiSLangと接続して最適化
  • 自動化API
  • 粒子群最適化

2025年1月

新機能

Ansys Lumerical FDTDの2025 R1リリースでは、強力なGPUアクセラレーションシミュレーションにより、高速なメッシングとより広範なシステムモデリングが可能となりました。この機能強化により、フォトニクス設計が大幅に改善されます。AR/VRでのホログラム回折格子設計のための革新的なレイヤー繰り返しが可能になり、これまで以上の効率と使いやすさを実現する、効率性に優れた最新のユーザーインターフェースが提供されます。

2025 R1 Lumerical FDTD GPU Processing
Lumerical FDTDでのGPUアクセラレーションによるシミュレーション

最新版のAnsys Lumerical FDTDでは、GPUアクセラレーションによるシミュレーションが導入され、メモリの大幅な節約とメッシング時間の短縮が可能になります。こうした機能強化により、フォトニクス分野のエンジニアや研究者は、効率を高めながら大規模なシステムをシミュレーションできるようになり、性能を損なうことなく、より複雑な設計やシステムに容易に取り組むことができます。

2025 R1 Lumerical FDTD Holographic Gratings
ボリュームホログラム回折格子

RCWAでボリュームホログラム回折格子をシミュレーションするための新しいレイヤー繰り返し機能により、AR/VRおよびヘッドアップディスプレイ向けのホログラム回折格子の高速な多層シミュレーションが可能になります。

 

2025 R1 Lumerical FDTD Modern Interface
Ansys Lumerical FDTD用のモダンユーザーインターフェース(UI)

最新のAnsys Lumerical FDTDのユーザーインターフェースは、新しいタブ付きツールストリップを備え、効率性を高める設計となりました。効率的にジョブを起動できるようになり、操作性が向上しています。

 

機能

汎用性と拡張性に優れたフォトニック設計を実現する、Lumerical FDTD

Lumerical FDTDは、幅広いフォトニックコンポーネントの設計と最適化を行うための、業界をリードするシミュレーションソフトウェアです。汎用性と拡張性に非常に優れ、比類のない速度とHPC(CPUおよびマルチGPU)およびクラウドのリソースを活用する機能を提供します。

 

主な機能

  • FDTD - 3D電磁界ソルバー
  • RCWA–厳密な結合波解析
  • STACK - 光学多層ソルバー
  • フォトニック逆設計最適化
  • HPCおよびクラウドでのスケーリングと高速化
  • 3D CAD環境
  • レイヤービルダー
  • Ansys optiSLangでのLumericalコネクタ
  • Ansys Opticsソリューションの相互運用性

非一様メッシュを自動生成するオプションを備え、高精度を実現します。また、ファウンドリとの互換性があり、スクリプト機能、高度なポストプロセス、最適化ルーチンにより、自動化された設計プロセスをサポートします。

RCWAは、電場および磁場分布の捕捉から、回折次数ごとの透過、反射、およびパワーの評価まで、表面パターニングを伴う複雑な多層スタックの高速シミュレーションを提供しています。

薄膜アプリケーションのラピッドプロトタイピングに最適です。マイクロキャビティ効果や干渉の捕捉から双極子照明や平面波機能の処理まで、STACKでは複雑な薄膜多層スタックの迅速なシミュレーションが可能です。

性能の最適化、面積の最小化、製造性の向上を実現する、直感的にはわからないジオメトリを見いだすことができます。

さまざまな非線形モデル、負指数モデル、利得モデルから選択できます。また、柔軟性の高い材料プラグインで新しい材料モデルを定義することも可能です。

サンプルデータからモデルを自動生成したり、関数を自分で定義したりできます。

FDTDのCAD環境とパラメータ化可能なシミュレーションオブジェクトにより、2Dおよび3Dモデルを迅速に反復できます。ダークモードは目に優しく、4kの高DPIスクリーンや最新の3Dビューと完全に互換性があります。 

各レイヤーの位置、順序、厚さを変更します。側面傾斜付きの曲がり導波路をシミュレーションし、ファウンドリが製造できるプロセスファイル(.lbr)として、材料データを含むレイヤー構成をエクスポートします。

マルチフィジックスシミュレーションワークフローを自動化し、optiSLangで提供される最新の感度解析や最適化アルゴリズムを使用できます。

Lumerical Sub-Wavelength Model(LSWM)プラグインを使用して、OpticStudioおよびSpeosでコーティング、偏光子、回折格子をシミュレーションおよび設計できます。

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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。

Ligentec

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。