ANSYS LUMERICAL FDTD

Ansys Lumerical FDTD ofrece un motor de simulación electromagnética tridimensional basado en el método FDTD, ideal para modelar la propagación de luz en dispositivos fotónicos a escala nanométrica. Su alta precisión se complementa con opciones de mallado automático no uniforme, lo que permite adaptar la resolución espacial según la geometría y los materiales del diseño.

Compatible con procesos de fabricación industriales, este solver admite flujos automatizados mediante scripting, rutinas de optimización y herramientas avanzadas de postprocesado. Esto facilita la validación funcional, el análisis espectral y la mejora continua de componentes fotónicos en entornos de diseño exigentes.

El solver RCWA de Ansys Lumerical permite realizar simulaciones rápidas y precisas de estructuras ópticas multicapa con patrones superficiales complejos. Utiliza el método Rigorous Coupled-Wave Analysis para calcular la distribución de los campos eléctricos y magnéticos, así como la transmisión, reflexión y potencia en cada orden de difracción.

Esta herramienta es ideal para analizar rejillas, metasuperficies, filtros espectrales y componentes ópticos con geometrías periódicas, ofreciendo resultados detallados en tiempos de simulación reducidos. Su capacidad para evaluar el comportamiento electromagnético en cada capa y orden lo convierte en una solución estratégica para el diseño de dispositivos fotónicos avanzados.

El solver STACK de Ansys Lumerical está diseñado para acelerar el prototipado de aplicaciones basadas en películas delgadas. Permite simular de forma rápida estructuras multicapa complejas, capturando efectos de microcavidad, interferencias ópticas, iluminación por dipolo y funciones de onda plana.

Ideal para el diseño de filtros espectrales, capas antirreflectantes y dispositivos ópticos de precisión, STACK ofrece resultados ágiles y detallados que permiten validar el rendimiento óptico en etapas tempranas del desarrollo. Su eficiencia lo convierte en una herramienta clave para ingenieros que trabajan en fotónica aplicada a imagen, sensores y energía.

La funcionalidad de diseño inverso fotónico en Ansys Lumerical permite descubrir geometrías no convencionales que maximizan el rendimiento óptico, reducen el área ocupada y mejoran la viabilidad de fabricación. Mediante algoritmos avanzados de optimización, esta herramienta identifica configuraciones estructurales que serían difíciles de concebir manualmente, ajustando parámetros físicos para cumplir objetivos específicos de transmisión, reflexión o confinamiento de luz.

Es especialmente útil en el desarrollo de metasuperficies, acopladores, moduladores y estructuras nanofotónicas donde la eficiencia y la compactación son críticas. El diseño inverso acelera la innovación en dispositivos ópticos al combinar simulación precisa con exploración automatizada de soluciones funcionales.

Ansys Lumerical FDTD incorpora funciones de postprocesado de alto nivel que permiten extraer información detallada del comportamiento óptico y electromagnético de los dispositivos simulados. Entre sus capacidades destacan la proyección en campo lejano, el análisis de estructuras de banda, la generación de funciones de dispersión bidireccional (BSDF), el cálculo del factor Q y la tasa de generación de carga.

Estas herramientas permiten evaluar con precisión la eficiencia de acoplamiento, la calidad resonante, la respuesta espectral y el rendimiento de conversión en dispositivos fotónicos. El postprocesado avanzado es clave para validar diseños, optimizar geometrías y comprender fenómenos físicos complejos en aplicaciones como sensores, láseres, moduladores y células solares.

Ansys Lumerical FDTD permite simular dispositivos fotónicos fabricados con materiales no lineales o con anisotropía espacial variable. Esta capacidad es esencial para modelar fenómenos ópticos complejos como la generación de segundo armónico, la modulación dependiente de la intensidad y el comportamiento direccional de materiales anisotrópicos.

Gracias a su motor de simulación avanzado, es posible analizar cómo las propiedades ópticas cambian en función de la posición, la polarización o la intensidad del campo, lo que resulta clave en el diseño de moduladores, cristales no lineales, guías de onda birefringentes y estructuras fotónicas funcionales. Esta funcionalidad amplía el alcance del modelado físico y permite validar diseños innovadores con mayor realismo.