PhotonDesign光波导设计软件-全方位光子仿真OmniSim

PhotonDesign光波导设计软件-OmniSim
特点：
● 真实的氛围分析图和模拟
● 时域的引擎 - 2D和 3D 的FDTD
● 频域的引擎—新的运算方法带来空前的速度！
● 包括金属的材料数据库
● FDTD 输出的傅里叶分析—每次运算都会生成光谱响应
● 当你离开时它会自动将你的设计向最优化发展
● 无与伦比的速度
● 输出到GDS-II 的Mask输出
● 撤销/再撤销（Undo/redo）,用鼠标编辑或用文本输出的控制
● 约束系统
● 脚本的自动控制 （Script automation）
什么是 OmniSim ?
OmniSim 是用于全方位3D光子设备设计和模拟的构架。它具有一个艺术级的设计编辑器，具有基于所有机械CAD软件的许多特点。它可以用几个包括3D-FDTD 和频域的引擎进行扩张。所有的这些特点缩短计算时间，并明显的减少设计的时间。
到现在为止，大部分的光子设计工具限制在笛卡儿方向的结果输出，比如列出和模拟在任意角度波导锥度是很困难的。OmniSim 排除了这些障碍，你可以输出和你所想的一致的结构。
OmniSim 编辑器
● 几乎所有物体的自由旋转
● 主导的框架—定义组件并在其它设计中参考它们，对于任意的深度
● 确定参数—定义结构尺寸，这个尺寸是用户定于参数的函数
● 通过点击和拖动来定义波导，锥形的，弯曲的，s弯曲等等的简单的库
● 输出到gds-ii的Mask文件，使用层次（gds-ii单元）减少文件的大小
● 用于通过连接元件来建立更复杂结构的限制系统
● 用于晶轴取向附生结构的快速定义的图形编辑器
● 多级的撤销/再撤销 undo/redo
● 支持蚀刻和再生过程
● 脚本系统允许你建立标题性的结构，甚至在自动化状态下非常复杂的结构
● 像立方体，椭圆体，圆柱体的3D物体
OmniSim-FD是新的强大的，艺术性的2D麦克斯韦解决方法，用于任意光子结构的EM场的传播。OmniSim-FD是第一个频域计算器，具有计算当前的综合问题的能力，在接近频域只能用准确和快速的FDTD方法。
特别的是，OmniSim-FD是快速的，精确的2D偶次数量级图形的计算，比与其竞争的工具都要快。
● 基于有效的新的数值方法
● 快快快！无与伦比的速度！
● 高的性能
● 与 OmniSim-TD 引擎的结合
● 光源和传感器的宽范围
OmniSim-FD的速度和低数字噪音，对于自动最优化非常理想（见下面）
OmniSim- TD ( 选项)
OmniSim框架包括高效率的FDTD（有线差时域）引擎模拟光线从你的设计中的传播。
特点：
● OmniSim 框架的综合
● 支持2D和3D的模拟—在同一个设计都可以做
● 非常快的速度优化引擎
● 特别的技术减少内存的使用，这样可以模拟大的结构
● 宽范围的光线光源—平面波，高斯光束，偶极子，波导模式，所有可实现的像CW，脉冲或用户定义的膜层
● 与 FIMMWAVE 的连接( 我们强大的完全矢量的解决方法)
● 在所有6个面的PML边界
● 用于高级应用软件的自动脚本
● 包括损耗褐色散材料的材料数据库，包括金属
使用监视
这个程序提供许多时间运行窗口。这些监视窗口会让你快速发现你的模拟系统是否在作你所希望的事情。
在你设计的窗口中观察场的变化
● 横截面的监视器可以监视在任意横截面的场的变化
上图是：SOI T形接点和s弯曲的3D-FDTD引擎模拟的立体回路，
显示在硅层上的Hy场，图的右边是在截面AA的监视窗口
FDTD的精确诊断—实时监视你FDTD的准确性传感器
点击和拖动任意需要的传感器来测量场，强度和相对于时间，波长活空间的流量：
● 生成输出，传输和反射的光谱的FFT计算
● 在波导模式监视器功率的重积分
● 通过传感器的前进和反方向的方向通量监测体计算
● 垂直和水平的传感器
● 远场传感器
最新的特点：
● 命名的变量
● 如果需要的话在栅格的下面增加扩展
● 运行版本- Windows 和 Linux
● 磁性材料
各向异性的材料
● 非线性的材料 - chi2 和 chi3
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下边的图显示的是在LED里光场的3D的FDTD模拟。它使用偶极子辐射源。这个模拟用于改进LED光线输出的效率，这是使用小结构的例子。
上部的场的图显示的是改进的场的平面图
对于OmniSim设计系统，我们看右图，对于光子无缘器件的设计，提供给设计者一个设计过程，和当前可实现的商业工具一致的功能和速度。和通常的设计过程相比，系统会缩短设计的时间，根据需要从几周到几天到几小时。系统将在OmniSim编辑器中，从你的装置的图形和确定参数开始，然后使用快速的2D频域引擎和Kallistos（自动优化）展示2D的性质。多波长的优化会确保适当的宽波带，这样装置不会对特别的参数十分敏感。你可以试着用不同的适宜参数重新作，都会在你的控制下。
一旦你对2D的设计满意，系统就会到3D－FDTD。虽然会比2D的频域慢，但设计一般只需要好的调整，这时最后的优化会用快速的局部优化方法。
我们讲举例说明，在上图中的示意性的微小金属线Ｔ型连接器优化过的系统。这个结够再描述中有三个临界的参数，设计得目标是确保在每一个分支中尽可能的接近输入光线的50%。初始结构有一个近似20%/arm的传输率。Kallistos的全局优化用到这个装置，优化这三个参数，每个参数都有限制的范围。上面的图形，左边的三个，显示的是坐为结构的Kallistos的树，在经过20分钟200的反复，我们得到传输率大于40%/arm的装置。