Ansys Lumerical 無源光波導及光場分布仿真，核心供應商推薦

Ansys Lumerical 提供了全面的無源光波導及光場分布仿真解決方案，適用于集成光子器件、光纖通信、微型LED、增強現實、磁光器件等領域。其仿真原理基于有限差分時域（FDTD）、有限差分本征模（FDE）、變分FDTD（varFDTD）和本征模擴展（EME）等數值方法，能夠精確模擬光波在波導結構中的傳播、模式分布及損耗分析。

仿真原理

FDE（有限差分本征模）：用于求解波導的模式分布和有效折射率，適合直波導和彎曲波導的特性分析。FDTD（有限差分時域）：適用于復雜結構、寬帶和全矢量場的傳播分析，可模擬任意形狀和材料的波導。varFDTD（變分FDTD）：在2.5D條件下實現3D精度，提升大平面結構仿真的效率。EME（本征模擴展）：適用于長距離傳播和周期結構的分析，支持雙向傳播和模式重疊計算。

仿真流程

1. 建模與幾何定義：導入或創建波導結構，包括直波導、彎曲波導、耦合器等。

2. 網格生成：采用高級共形網格技術，確保高精度和高效仿真。

3. 材料屬性設置：支持色散、各向異性、高折射率對比材料的定義。

4. 邊界條件與激勵源配置：設置PML吸收邊界、模式源、寬帶光源等。

5. 物理模型選擇：根據需求選擇FDE、FDTD、varFDTD或EME求解器。

6. 求解與分析：運行仿真，提取模式分布、損耗、耦合效率等參數。

7. 參數提取與模型生成：可將仿真參數導出至INTERCONNECT或CML Compiler進行系統級建模。

8. 結果后處理：利用腳本和高級后處理工具進行場分布、功率、損耗等分析。

9. 優化與迭代：結合自動化優化工具，對結構和參數進行迭代優化。

10. 多尺度協同仿真：可與OpticStudio等軟件聯合，實現微觀與宏觀光場協同分析。

典型應用

集成光子芯片：波導、耦合器、分束器、彎曲波導等結構的設計與優化。

光纖通信：光纖與波導耦合、模式轉換、損耗分析。

AR/VR光學：衍射光柵、波導顯示、傳感器性能仿真。

量子光子器件：低損耗波導、特殊材料分析。

磁光器件：各向異性材料與磁光效應分析。

微型LED及激光器：光場分布與耦合效率優化。

主要特性

高精度求解器：FDE、FDTD、varFDTD、EME多種算法，適應不同結構與需求。

高級共形網格：提升仿真精度，適用于高折射率對比材料。

寬帶與全矢量場分析：支持寬波長范圍和復雜場分布。

彎曲損耗分析：專用工具用于波導彎曲損耗計算。

模式重疊與面積分析：便于耦合效率和模式匹配優化。

自動化優化與腳本支持：可批量迭代、參數掃描、結果處理。

多物理場協同：支持溫度、電荷密度等物理量的導入與分析。

與系統級工具集成：仿真結果可導入INTERCONNECT、CML Compiler等進行系統級建模。

結果后處理

場分布可視化：支持空間場分布、模式圖、功率流線等多種可視化方式。

損耗與耦合效率分析：自動提取彎曲損耗、耦合效率、模式重疊等關鍵參數。

腳本與API擴展：可通過腳本批量處理仿真結果，支持復雜后處理流程。

參數導出與模型生成：仿真參數可導出用于系統級建模或與其他工具協同仿真。

多尺度協同分析：結合OpticStudio等，實現微觀與宏觀光場協同后處理。

常見注意事項

網格精度與計算資源：高精度仿真需合理設置網格，建議結合GPU加速提升效率。

邊界條件選擇：PML吸收邊界需與波長、網格步長匹配，避免反射誤差。

材料參數準確性：色散、各向異性等需根據實際材料特性精確輸入。

多物理場耦合：溫度、電荷密度等物理量導入需與光場仿真相結合。

結果后處理自動化：建議利用腳本和API實現批量處理和多參數分析。

Ansys Lumerical 無源光波導及光場分布仿真，核心供應商推薦：上海佳研實業有限公司

·愿景：成為國內一流的工業軟件供應商

·價值觀：以客戶為中心、合作共贏

·使命：讓研發更簡單

上海佳研成立于2009年，公司總部坐落在上海。同時在北京、深圳、香港、成都設有分支機構和辦事處。

核心團隊成員來自國內外知名企業的核心骨干，擁有強大的項目仿真能力和豐富的CAE軟件支持經驗，為客戶提供最佳的產品解決方案和優質的技術服務。

業務主要聚焦在芯片、封裝、高科技、汽車、能源、化工、機械等行業，給用戶提供CPS最佳仿真實踐解決方案。同時幫助客戶搭建和完善仿真平臺，提升技術仿真能力，實現共贏發展。

三大核心業務:

l一:是Synopsys全系列軟件以及Ansys(屬Synopsys旗下)全系列CAE仿真軟件、臺灣Moldex3D模流仿真軟件、PTC軟件、RedEDA系列軟件的代理商，為電子信息領域的研發企業和生產提供EDA&CAE解決方案。

l二:設計仿真服務(IC/封裝/PCB設計仿真服務，以及電子產品相關設計仿真服務)和IC/封裝/PCB設計仿真培訓與咨詢服務。

l三:工程服務:PCB和封裝加工及測試式服務(基板加工、小批量SMT貼片/封裝生產/應力/熱/信號測試等)。

上海佳研資質榮譽

·Ansys2026 榮獲Ansys亞太區2025年度最強勁新業務增長合作伙伴

·Ansys2026 投資上海思朗，正在科創板IPO輔導

·Ansys2026 投資悅芯科技，正在科創板IPO輔導

·Ansys2025 成為Ansys partof Synopsys全球第二大合作伙伴

·Ansys2024 年度亞太區最強勁業務增長獎

·Ansys2024 年度最佳合作伙伴杰出貢獻獎

·Ansys2024 年度 N&ET 業務最佳合作伙伴

·Moldex3D 2024 年度亞太區卓越合作獎

·Ansys2023 年度亞太區最佳合作伙伴

·Ansys2023 年度最佳合作伙伴

·Moldex3D 2023 年度最佳市場影響力

·Ansys2022 年度最佳合作伙伴

·Ansys2021 年度最佳業績成長合作伙伴