OptiFDTD 有限差分时域设计软件

yz80766986 · 发表于 2016-9-1 14:42:34

OptiFDTD 有限差分时域设计软件

概述

OptiFDTD能够帮组用户设计，分析和测试用于波动传输，散射，反射，衍射，偏振和非线性现象的现代无源和非线性光子元件。 OptiFDTD的核心程序是基于具有二阶数值精度的有限差分时域算法以及最先进的边界条件-单轴完全匹配层（UPML）边界条件。该算法采用麦克斯韦旋度方程的全矢量微分形式求解时域空域的电场和磁场。这种求解方式允许任意几何体的建模与放置且对器件的材料属性没有限制。

通过减短上市时间，OptiFDTD极大的提高了设计工程师的生产率。通过与其它的Optiwave光子设计自动化软件进行集成，可以使投资得到更快的回报。

应用

■ 电介质和金属光栅
■ CMOS传感器设计
■ VCSEL激光器无源器件设计
■ 光子晶体
■ 集成光学
■ 光学滤波器和谐振器
■ 太阳能电池
■ LED和OLED无源器件设计
■ 纳米光刻
■ 等离子体
■ 表面等离子体共振
■ 纳米粒子模拟
■ 衍射微光学元件
■ 体散射模拟

主要特性

集成模拟环境

OptiFDTD为用户提供了一个完整的且用户友好的3D图形用户界面以用于设计，模拟和分析复杂的器件。OptiFDTD可以与第三方CAD软件容易的进行设计文件的导入和导出，如DXF格式和GDSII格式。为了扩展模拟范围，仅用OptiFDTD即可轻易的实现OptiFDTD和OptiBPM的交互应用。

强大的自动化和参数扫描

通过使用强大的Visual Basic脚本语言，OptiFDTD的设计和模拟能够实现完全的自动化。此语言易学且提供了标准的编程结构，如对象，循环和测试。参数扫描提供了一个简单易用的用户界面以用于定义参数的模拟，模拟中每次迭代有一到两个参数变化。OptiFDTD的后处理工具可以利用自动化函数并能够帮助用户优化其设计。

光子晶体平面波展开能带求解器

2D PWE能带求解器和光子晶体编辑器的完全集成能够帮助用户设计和模拟任意类型的光子晶体问题（1D，2D，3D）。PWE能带求解器通过扫描简约布里渊区的波矢量空间可以找到结构的本征频率。最终在生成的能带图中自动地画出带隙。

准确的并行特性

OptiFDTD充分利用现代计算器的64位操作系统和处理器。通过共享内存，可以在单个机器上进行多核和多处理器最优化运算，为计算提供最好的性能并占用最少的内存（与分布式内存结构，如MPI相比）。对于内存密集型模拟，用户可以使用我们的Linux 3D模拟引擎，其专门设计以充分利用Linux计算机群。

高级仿真后处理工具

OptiFDTD提供了大量的模拟分析工具。使用OptiFDTD分析器，用户可以通过探测器观察任意场方向的时域和频域（使用FFT或者DFT）的振幅，相位，实部或者虚部值。所有的数据都能够导出以用于第三方软件工具，如MatlabTM或者OriginTM以用于进一步的处理或者应用。

同样，可以以一种动态的方式观察时域场的演化。通过使用OptiFDTD分析器和OptiFDTD工具箱，可以获取偏振功率分布，坡印廷矢量，重叠积分（overlap integrals），热吸收计算和远场变换。

特性概述

光源：
■ 使用OptiMode的波导模输入
■ 平面波与高斯光源输入
■ 点光源（偶极子）
■ 单波长（连续）光源和脉冲光源
■ 线偏或圆偏偏振光源
■ 多光源同时模拟

材料：
■ 电介质（损耗和无损耗）材料，（n,k）直接引入或者玻璃的Sellmeier模型
■ 各向同性或者各向异性介质
■ 色散（Lorentz，Drude和Lorentz-Drude）
■ 理想导体材料和广义材料库

边界条件：
■ 单轴完全匹配层（UPML）
■ 理想电导体（PEC）
■ 理想磁导体（PMC）
■ 理想边界条件（PBC）

几何体：
■ 直的和倾斜的锥形函数波导
■ 环形，弧形，圆形和椭圆锥形波导
■ 抛物线和指数锥形波导
■ 3D剪切函数形状
■ 光子晶体晶格编辑器
■ 从第三方CAD设计软件中导入
■ 导出光刻掩膜

模拟器：
■ 2D TM或者TE以及3D模拟
■ 非一致性网格划分
■ 光子晶体PWE带宽求解器
■ 全64位模拟器，多线引擎
■ 计算机群集：Linux群集上混合多线/MPI引擎

探测器和后处理：
■ 点探测器（时间和光谱）
■ 线和区域探测器（DFT光谱）
■ 模式分析
■ 坡印廷矢量和偏振功率分析
■ 远场变换
■ 文本，图像或者动态场导出

联系人：王丽霞 Mobile：13693350533 Tel: 010-80766986 Email:yuanzibj@163.com QQ:450346517

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