Das neue Release von Ansys bringt im Bereich Optik und Photonik eine Anzahl von Veränderungen, wobei ich zwei Themen besonders wichtig finde: Erstens die Verknüpfung der unterschiedlichen Tools (Interoperabilität) und zweitens die GPU-Nutzung.

Interoperabilität: Verknüpfung der unterschiedlichen Tools

Nun stehen zwei Wege bereit, um von Zemax OpticStudio zu Speos zu wechseln. Dazu kann entweder ein reduziertes Modell (ROM) verwendet oder auch das komplette Design über eine neue Schnittstelle, genannt Optical Design Exchange (ODX), exportiert werden. Damit lassen sich sowohl Geometrien als auch optische Eigenschaften und Sensoren übertragen. Damit kann dann in Speos eine umfassende Streulichtanalyse des kompletten Systems, das in Zemax erstellt wurde, durchgeführt werden.

Die neue Ansys Version ermöglicht leistungsfähigere optomechanische Analysen mit STAR in OpticStudio, so dass multiphysikalische Effekte besser untersucht werden können. Außerdem lässt sich für Metalinsen ein neuer Workflow zwischen Zemax und Lumerical nutzen. Und auch die Verbindung von Lumerical und Speos wurde erweitert.

Interoperabilität: Die Verknüpfung von Speos, Zemax OpticStudio und Lumerical wurde mit Ansys 2024 R1 weiter verbessert, um die gemeinsame Nutzung zu erleichtern. | © Ansys

Zeitersparnis dank GPU-basierten Berechnungen

Die GPU-Möglichkeiten des FDTD-Solvers (Finite-Differenzen-Methode im Zeitbereich) von Lumerical wurden deutlich erweitert. Dadurch sind sowohl bessere Performance bei der Vernetzung als auch wesentlich schnellere Berechnungen möglich geworden. Speos verfügt über eine neue Benutzeroberfläche für den Live-Preview, eine Voransicht, die auf GPU-Berechnungen basiert. Dadurch lässt sich der Einfluss von veränderten Materialparametern sofort im Live-Preview erkennen und bewerten, ob die Änderungen das gewünschte Ergebnis zeigen. Insgesamt beschleunigt die neue, intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche den Bearbeitungsprozess und steigert die Effizienz der Simulationsumgebung.

Zusätzlich kann in Speos nun das Subwavelength-Modell von Lumerical bei GPU-basierten Berechnungen verwendet werden. Ergänzt wird dieses durch ein neues Konzept von physikalischen Kamera-Sensoren. Sie unterstützen eine schnelle direkte Simulation während der Kameraentwicklung. Damit ließ sich in einem Beispielprojekt die Simulationszeit bei etwa gleicher Berechnungsgenauigkeit um den Faktor 300 verkürzen: von 24 Stunden auf fünf Minuten.

Insgesamt werden mit Ansys 2024 R1 die Stärken der GPU-Simulation im Bereich Optik und Photonik sehr umfassend genutzt. Schauen Sie auch unsere CADFEM Webinare zum Thema an!