Ansys Lumerical 2022 R2新功能介绍_HPC_非线性_电路_光学_电子_ADS_UM_CST_Lumerical

Ansys Lumerical 2022 R2新功能介绍

摩尔芯创

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Ansys Lumerical将继续推动创新，为光子学设计人员提供更准确和高效的仿真计算能力。2022 R2版本提供了更强大的功能，节省了计算时间，提高了模拟精度，并拓宽了与Ansys其它产品的互通性。

满足AR/VR、超透镜、成像和显示等领域从纳米到宏观光学尺度的分析

在STACK求解器中实现全各向异性显示设计、优化并与软件Speos互通；
与软件Speos共同构建新的漫散射分析流程；
与软件Zemax共同完善超透镜的设计流程；
LumericalRCWA求解器的改进和与ZemaxOpticStudio 的互通(测试)；
Speos与Lumerical在设计AR/VR中衍射光栅和显示技术的工作流程(测试)。

Photonics核心求解器的改进

多量子阱(MQW)求解器集成到2D/3D电荷传输（CHARGEtransport）求解器中；
用于激光雷达、相机、量子应用的单光子(Geiger模式)雪崩光电探测器(SPADs)的新工作流；
用于AR/VR、超透镜和显示技术的严格耦合波分析(RCWA)求解器；
EME求解器增强了HPC工作站的性能。

量子光子学

利用qINTERCONNECT求解器确定量子门的保真度，缺陷和损耗。

电子光子自动化设计(EPDA)系统

用于从 Virtuoso Layout 导入 PCell 的新向导，并支持层生成器（Layer Builder）中的统计过程变化，以便为光子集成电路（PIC）实现过程感知的自定义元件设计；
INTERCONNECT中添加了非线性行波光调制器模型，用于精确模拟高速光子调制器(如MZMs)；
与KLayout集成，改善用户使用KLayout和INTERCONNECT实现布局驱动PIC设计的体验；
改进了CML编译器中的光子模型库，用于创建光子Verilog-A模型。

资料整理来源：Ansys。翻译：摩尔芯创

来源：摩尔芯创

FDTD中频域连续波归一化

对于FDTD仿真中各种物理量的归一化和单位问题，许多用户存在疑惑，为此，本文针对FDTD算法中频域归一化问题，介绍FDTD和varFDTD仿真软件中连续波归一化（continuous wave normalization, CW-norm）的原理。利用FDTD和varFDTD求解器中的频域场监视器(frequency domain field monitor)，可以记录期望频率范围内的电场和磁场。这些结果可以两种形式返回：连续波归一化状态 (cwnorm) 或无归一化状态 (nonorm) ，cwnorm是软件的默认选择，也是大多数仿真场景下更好的选择。下表总结了两种归一化方式的区别。在无归一化状态下，返回的场结果就是时域场模拟结果的傅里叶变换，表中用sim下标表示这些结果；在连续波归一化状态下，用光源脉冲的傅里叶变换对场进行归一化，从而产生系统的脉冲响应，表中用下标imp来指代这些场。表格最后一行中，N代表FDTD区域内被光源的个数，sj(t)代表第j个光源的时域信号。FDTD是一种时域算法，以时域函数的形式考虑电磁场量，在仿真中，系统可以被偶极子源、光束源、模式光源或外部导入光源。我们用s(t)表示时域光源脉冲：那么s(t)的傅里叶变换为：理想状况下s(t)是一个完美脉冲，即时域为一个dirac delta函数，这样我们就可以仅进行一次时域仿真，就得到系统整个频谱范围的频率响应，这种用短脉冲激发系统的方式具有诸多优势。在非归一化状态下，监视器返回系统的频率响应，以角频率为参数：在cw归一化状态下，监视器返回的则是系统的脉冲响应，脉冲响应与激发系统的光源脉冲无关，可以独立地表征系统特性，通常在大部分应用场景下都更有价值。如果我们考虑一个具体的例子，有一个光束源注入到自由空间z=z0处，该光源信号仍是：那么在源注入平面有如下的电场形式：在cw归一化状态下，相当于在频率w处有一个连续波光源，返回的结果场：使用cw归一化可以将所有模拟数据都归一化至注入源功率，消除了由源的有限脉冲长度引起的任何问题，还将所有电磁场的单位与时域相统一，能更好地满足应用需求。来源：摩尔芯创