آشنایی با نرم افزار لومریکال

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

نرم افزار لومریکال ابزاری توانمند برای طراحی و شبیه‌سازی افزاره‌های نوری و الکترونیکی است که قابلیت شبیه‌سازی دو بعدی و سه بعدی ساختارهای مختلف با ابعاد نانو و میکرومتری را دارا است. این نرم افزار از چهار زیر نرم افزار به نام های FDTD Solutions ، MODE Solutions ،  DEVICE و INTERCONNECT تشکیل شده است.

 

 مهندسین با استفاده از محصولات Lumerical قادر خواهند بود تا به چالش برانگیزترین مشکلات طراحی از آنالیزهای سطح کامپوننت با استفاده از حل کننده های (solvers) اپتیکال و الکتریکی گرفته تا شبیه سازی ها و طراحی های سیستم های پیچیده، رسیدگی کنند.

کمپانی Lumerical این بار مجموعه از نرم افزارهای طراحی و تجزیه و تحلیل نانو فوتونیک (که به بررسی ‌های برهم‌ کنش ‌های بین نور و ماده در مقیاس نانو گفته می ‌شود)، شامل FDTD Solutions, MODE Solutions, DEVICE و INTERCONNECT، را تحت عنوان Lumerical Suite عرضه نموده است. از میان قابلیت هایی که این مجموعه برای مهندسین درگیر در پروژه های نانوفوتنیک فراهم نموده است می توان به مواردی همچون: مدل سازی گرافن (graphene modeling)، کاهش زمان شبیه سازی، تجزيه‌ و تحليل واكنش پرتوهای فرابنفش، مادون قرمز و نور مرئی، شبیه سازی فرآیند TCAD، حاشیه نویسی در طرح های شماتیک، امکان تعریف ساختار پیچیده، طراحی، ذخیره سازی و به اشتراک گذاری مدل ها و طرح ها با استفاده از کتابخانه موجود و ... اشاره نمود.

 

ابزارهای مجموعه لومریکال Lumerical Suite:

  1. زیر نرم افزار  FDTD Solutions حل کننده مساله ی ماکسول سه بعدی (3D Maxwell solver) می باشد که قادر به تجزیه و تحلیل فعل و انفعالات UV، نور مرئی و مادون قرمز با مقیاس طول موج است. نرم افزار FDTD Solutions نرم افزاری بسیار قدرتمند است که با حل دو و سه بعدی معادلات ماکسول با روش تفاضل متناهی در حوزه زمان FDTD، به بررسی رفتار انتشار نور درون ساختارهای مورد نظر در ابعاد میکرو و نانو می پردازد. نتایج این نرم افزار با توجه به الگوریتم های استفاده شده در آن به پیاده سازی عملی بسیار نزدیک هستند. 
  2. زیر نرم افزار MODE Solutions: یک محیط جامعِ طراحی waveguide برای تجزیه و تحلیل و بهینه سازی فیبرها، کامپوننت ها و موجبرهای اپتیکال متحد است.
  3. زیر نرم افزار INTERCONNECT:  یک محیط طراحی مدار یکپارچه ی فوتونیک برای تجزیه و تحلیل مدارهای نوری یکپارچه، فوتونیک های سیلیکون و همچنین اتصالات داخلی اپتیکال است.
  4. زیر نرم افزار DEVICE: به عنوان یک نرم افزار شبیه سازی دیوایس های نیمه رسانای TCAD، برای طراحی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی قطعات اپتو الکترونیکی بکار می رود.  نرم افزار DEVICE  بخش شبیه ساز الکتریکی مجموعه نرم افزار لومریکال است که شبیه سازی الکتریکی آن بر اساس فیزیک نیمه هادی (فیزیک الکترونیک) است.  این نرم افزار با حل معادلات Drift-Difusion به توزیع مکانی الکترون ها و حفره ها درون ساختار طراحی شده می پردازد و با حل معادله پواسن نتایج بسیار دقیق و نزدیک به پیاده سازی عملی را ارائه می دهد.

 

ویژگی ها

  • دقت بالا، 
  • امکان طراحی ساختارهای پیچیده،
  • قابلیت اسکریپت نویسی
  • مانیتورهای متنوع
  • بهینه‌سازی الگوریتم‌های محاسبات موازی

 

خروجی های نرم افزار 

  1. پروفایل ضریب شکست موثر  بر حسب طول موج
  2. پروفایل پاشندگی  بر حسب طول موج
  3. پروفایل تلفات  بر حسب طول موج
  4. سرعت گروه  بر حسب طول موج
  5. ضریب شکست گروه بر حسب طول موج
  6. سطح مقطع موثر  بر حسب طول موج
  7. پارامتر غیر خطی بر حسب طول موج
  8. پروفایل توان نور جذب شده توسط هر بخش از ساختار بر حسب طول موج
  9. پروفایل  توان نور عبوری توسط هر بخش از ساختار بر حسب طول موج
  10. پروفایل  توان نور بازتابی توسط هر بخش از ساختار بر حسب طول موج
  11. توزیع مکانی شدت میدان الکتریکی و شدت میدان مغناطیسی
  12. قابلیت محاسبه نرخ تبدیل فوتون به الکترون
  13. قابلیت محاسبه ساختارهای باند و شکاف باند
  14. قابلیت محاسبه جریان بر حسب ولتاژ
  15. قابلیت محاسبه توان بر حسب ولتاژ
  16. قابلیت محاسبه راندمان و F.F

 

این نرم‌افزار برای شبیه‌سازی  قطعات نوری شامل موارد زیر کاربرد دارد.

  • فیبرهای نوری 
  • فیبرهای بلور فوتونی
  • موجبرها،
  • مالتی پلکسرها،
  • آشکارسازها،
  • لنزها
  • سلول‌ها و صفحات خورشیدی،
  • قطعات پلاسمونی
  • ادوات مخابراتی