Vývoj a validace optických systémů a fotonických technologií za pomoci simulačních nástrojů

Podívejte se s námi na využití simulačních nástrojů, které mohou zefektivnit vývoj a validaci optických systémů a fotonických technologií, a shrnutí toho nejdůležitějšího, co na webináři určeném profesionálům s fokusem na vývoj v oblasti optiky a fotoniky zaznělo. Webinář vedl David Golembowski – specialista na simulační řešení s nástroji Ansys.

Od nanoúrovně k makrosystémům: Široké možnosti simulací

Simulace optických a fotonických systémů umožňují pokrýt širokou škálu aplikací, od návrhu komponent na nanoskopické úrovni, jako jsou CMOS senzory nebo nanostruktury pro zobrazovací technologie, až po validaci celých optoelektronických systémů v reálných podmínkách. Nástroje, jako jsou Ansys Lumerical, Zemax a Speos, poskytují integrovaná řešení, která podporují kompletní pracovní postupy ve vývoji produktů z oblasti optiky a fotoniky.

Výhody využití simulací v optice a fotonice

Použití simulací výrazně zkracuje dobu vývoje a zároveň snižuje náklady na prototypování. Pomocí těchto technologií lze predikovat chování světla a účinnost optických systémů již v raných fázích návrhu, což umožňuje minimalizovat rizika a zefektivnit celý proces vývoje. Simulace přispívají k lepšímu pochopení fyzikálních jevů a umožňují přesnější návrhy optických systémů, což je klíčové například pro automobilový průmysl, vývoj kamerových a infračervených senzorů, nebo pro systémy autonomního řízení.

Ansys Lumerical: Nástroj pro nanofotonické aplikace

Ansys Lumerical je nástroj určený pro simulaci a modelování chování světla na nanometrické úrovni. Tento software umožňuje simulovat komplexní optické jevy, jako je difrakce a interference, což je zásadní pro návrh a optimalizaci fotonických integrovaných obvodů, vlnovodů a dalších nanostruktur. Ansys Lumerical je klíčový při vývoji pokročilých technologií, jako jsou kvantové komunikační systémy, vysokovýkonné lasery nebo optické senzory, a podporuje také optimalizaci efektivity zařízení v různých aplikačních oblastech.

Ansys Zemax: Kompletní nástroj pro návrh optických systémů

Pro návrh a validaci optických systémů je zde Ansys Zemax, který poskytuje širokou škálu funkcí pro sekvenční přímou analýzu optických soustav, ale i pro nesekvenční analýzu rozptýleného světla. Zemax je ideální pro návrh a optimalizaci zobrazovacích optických systémů, jako jsou čočky, reflektory a další optické komponenty. Tento nástroj je užitečný pro zlepšení zobrazovacích vlastností systémů, umožňuje testovat jejich chování v různých podmínkách a snižuje potřebu fyzického prototypování.

Ansys Speos: Simulace osvětlení a vizualizace

Ansys Speos je zaměřen na simulaci osvětlení a vizualizace a nachází uplatnění v široké škále průmyslových odvětví. Umožňuje například vytvářet realistické vizualizace produktů, modelovat podmínky prostředí, jako jsou mlha, déšť nebo různé úhly dopadu slunečního světla, a optimalizovat výkon osvětlovacích systémů. Speos je klíčový pro ověření kvality optických produktů jako jsou například zdroje světla, světlovody, systémy podsvícení. Speos je důležitý i pro zajištění jejich souladu s bezpečnostními a regulačními normami.

Flexibilní simulační řešení pro různé potřeby

Díky širokému portfoliu softwarových nástrojů je možné kombinovat různé simulace a optimalizace podle specifických potřeb zákazníků. Ansys nabízí tři hlavní softwarové balíčky: Lumerical pro nanoskopické a fotonické simulace, Zemaxpro zobrazovací optiku a Speos pro osvětlovací simulace. Tyto nástroje mohou být používány samostatně nebo v kombinaci, což umožňuje plně využít jejich potenciál při vývoji nových technologií a produktů.

Pracovní postupy a aplikace

Na webináři bylo zdůrazněno, jak lze tyto nástroje efektivně kombinovat v rámci jednoho pracovního postupu:

1. Návrh na nanoskopické úrovni: Pomocí Ansys Lumerical lze navrhnout a optimalizovat optické komponenty na úrovni jednotlivých nanostruktur. Tento software umožňuje simulace vlnových jevů a optimalizaci materiálových vlastností pro dosažení požadovaných optických efektů.
2. Simulace zobrazovací optiky: Navržené komponenty lze následně importovat do Zemax OpticStudio, kde je možné provést podrobné simulace a optimalizace celých optických systémů. Tento software umožňuje testovat a analyzovat výkon optických systémů, a to jak v ideálních, tak i v reálných podmínkách.
3. Validace v reálných podmínkách: Pomocí Ansys Speos lze simulovat osvětlovací a optické efekty v prostředích, která odpovídají reálným světelným podmínkám, včetně různých atmosférických jevů a slunečního záření. Tímto způsobem mohou inženýři ověřit, jak se jejich návrhy budou chovat v reálném světě, a provést potřebné úpravy ještě před fyzickým testováním.

Zajímá Vás některé z těchto témat?

Zhlédněte webinář

Program pro začínající firmy

Pro mladé a začínající společnosti nabízí Ansys program Startup, který zahrnuje přístup ke kompletním verzím balíčků Lumerical, Zemax a Speos. Tento program je ideální pro malé firmy a univerzitní spin-offy, které chtějí rychle vstoupit na trh s využitím pokročilých simulačních nástrojů a současně minimalizovat náklady na vývoj.

V SVS FEM se již více než dvacet let věnujeme podpoře zákazníků při využívání softwarových řešení Ansys v oblasti optiky a fotoniky. Díky bohatým zkušenostem v oboru optického inženýrství a projektového managementu vám pomůžeme s efektivní implementaci pokročilých simulačních nástrojů, abyste mohli posouvat hranice možností vaší firmy.