ANSYS Lumerical 2020 R2.4文件

　　ANSYS Lumerical2020提供多种行业的材料设计功能，机械材料、电气行业材料可以在软件上分析仿真，结合3D环境就可以建立材料模型，为电子器件、芯片设计等行业提供材料模拟和分析功能，软件功能模块很多，提供微纳光学设计环境、波导设计环境、多物理场光子、设计平台、集成光学设计和仿真平台，用户启动软件就可以选择适合的环境创建新项目，可以在软件创建几何模型，可以仿真材料，可以定义自定义曲面和体积，可以编辑材料数据库，由于该软件是收费的，所以小编在这里提供ANSYS Lumerical 2020补丁，使用补丁就可以激活主程序，从而免费使用！

软件功能

　　1、波导模拟器

　　FEEM使用基于本征模方法的有限元Maxwell求解器提供了卓越的精度和性能缩放。自适应材料的有限元网格和高阶多项式基函数的使用使FEEM非常适合于复杂几何形状和材料中的波导模式的高精度分析。

　　FEEM是Lumerical的DEVICE多物理场仿真套件中的求解器，该套件是世界上第一个专门为光子学设计人员构建的多物理场套件。借助DEVICE套件，设计人员可以在光学，电子和热现象的复杂相互作用对性能至关重要的情况下，对组件进行准确建模。作为Finite Element IDE的一部分，设计人员可以快速分析复杂的有源设备，同时受益于Lumerical业界领先的可用性，性能和准确性。

　　2、3D电磁模拟器

　　DGTD使用基于不连续Galerkin时域方法的有限元Maxwell求解器，解决了最具挑战性的纳米光子模拟类别。当精度是关键任务时，DGTD在专门为多物理场仿真工作流程设计的设计环境中，可提供出色的性能，而不受几何复杂性的影响。

　　DGTD是Lumerical的DEVICE多物理场仿真套件中的求解器，该套件是世界上第一个专门为光子学设计人员构建的多物理场套件。借助DEVICE套件，设计人员可以在光学，电子和热现象的复杂相互作用对性能至关重要的情况下，对组件进行准确建模。作为Finite Element IDE的一部分，设计人员可以快速分析复杂的有源设备，同时受益于Lumerical业界领先的可用性，性能和准确性。

　　3、用于纳米光子器件的3D / 2D Maxwell求解器

　　FDTD是用于建模纳米光子器件，工艺和材料的金标准。FDTD方法的这种经过微调的实现可在广泛的应用程序中提供可靠，强大且可扩展的求解器性能。集成的设计环境提供脚本功能，高级后处理和优化例程-使您可以专注于设计，其余的交给我们。

　　FDTD是Lumerical的DEVICE多物理场仿真套件中的模拟器，这是世界上第一个专门为光子学设计人员构建的多物理场套件。DEVICE Suite使设计人员能够准确地建模组件，其中光学，电子和热现象的复杂相互作用对性能至关重要。

安装方法

　　1、下载软件以后解压得到Ansys.Lumerical.2020.R2.4.Win64.iso

　　2、打开镜像文件以后运行lumerical_data.msi安装软件

　　3、显示软件的安装引导界面，点击下一步

　　4、提示软件的安装协议内容，点击接受

　　5、软件的安装地址C:\Program Files\Lumerical\v202\

　　6、软件的安装准备界面，点击安装

　　7、提示安装进度条，等待软件安装结束吧

　　8、提示安装结束，不要启动Lumerical

方法

　　1、解压_SolidSQUAD_.7z以后将两个文件夹复制到C:\Program Files

　　2、会提示替换Lumerical，点击替换此目标文件

　　3、设置系统变量，输入下方内容

　　变量名字：ANSYSLIC_DIR

　　变量值C:\Program Files\ANSYS Inc\Shared Files\Licensing

　　4、设置第二个变量内容

　　ANSYSLMD_LICENSE_FILE

　　C:\Program Files\ANSYS Inc\Shared Files\Licensing\license_files\ansyslmd.lic

　　5、在开始菜单打开Configure License

　　6、点击Floating按钮进入配置界面，选择Enterprise (Ansys)，下方的服务地址输入C:\Program Files\ANSYS Inc\Shared Files\Licensing\license_files\ansyslmd.lic

　　7、完毕重启电脑，再次打开软件就可以正常使用，启动软件以后显示很多项目，可以选择你需要的项目，点击new project创建项目

　　8、项目界面如图所示，软件显示英文，如果你会使用软件就开始工作吧

使用说明

　　创建新合金材料的提示

　　本节介绍如何在材料数据库中创建新的合金材料模型。

　　介绍

　　电气/热材料数据库包含许多常见合金的模型，但可能有必要为不同系统添加新的合金模型。本节将介绍如何设置新合金模型所需的最小参数。可以通过打开材料数据库并从“新材料”按钮菜单中选择“二元合金”选项，将新合金添加到材料数据库中。可以命名新定义的合金，并可以选择一种颜色来表示布局中的材料。

　　二元合金

　　一旦创建了新的合金材料，就可以使用下拉菜单选择基础材料。可以从材料数据库中选择任何两种半导体材料来创建二元合金。第一个半导体采用摩尔分数（1-x），第二个采用x。选择基础材料后，需要定义适当的插值选项。要了解两个插值选项，请参见“合金”材料模型页面。

　　三元合金

　　生成三元合金的步骤与二元合金的步骤相似。但是，有一个关键区别。用于三元合金的基础半导体是化合物半导体。CHARGE / HEAT中的默认材料数据库包含用于三元合金的许多常见化合物半导体的模型。这些可以直接用作制造三元合金的基础材料。例如，GaAs和InAs材料模型可以用作创建InGaAs的基础材料。该合金的摩尔分数将是（的InAs）×（GaAs）的1-X，或的InxGa1-XAS。

　　有限元IDE中的材料数据库（CHARGE，HEAT，DGTD，FEEM）

　　DGTD 收费 热 有限元

　　使用有限元IDE中的材料数据库，您可以管理（创建，修改，删除）可用于模拟的电，热和光学材料。它允许使用参数化模型定义复杂的材料。该数据库还提供了用于更改材料属性（如颜色和模型参数）的界面。

　　可视化材料特性

　　通常，最好使用Material Explorer查看光学材料的属性。在从中选择所需的半导体材料后，单击“电气/热材料数据库”主窗口中的“可视化”按钮，可以将可视化的半导体材料的电学和热学性质（如迁移率，载流子寿命等）可视化为各种变量的函数。列表。以下变量和半导体属性可用于“半导体属性可视化器”对话框中的可视化：

　　变数

　　T：温度单位为开尔文（K）

　　N：掺杂浓度，单位为1 / cm3

　　NA：受体掺杂浓度，单位为1 / cm3

　　ND：施主掺杂浓度，单位为1 / cm3

　　F：场强，以V / m为单位

　　x：合金分数（仅适用于合金材料）

　　半导体特性

　　epsr：相对介电常数

　　例如：带隙，以ev为单位

　　mn：电子的有效质量（m * / m0）

　　mp：孔的有效质量（m * / m0）

　　mun：电子迁移率，单位为cm2 / Vs

　　mup：空穴迁移率，以cm2 / Vs为单位

　　vsatn：电子饱和速度，单位为cm / s

　　vsatp：孔饱和速度，单位为cm / s

　　taun：电子SRH寿命，以s为单位

　　taup：孔SRH寿命，以s为单位

　　copt：辐射复合的光学捕获系数，单位为cm3 / s

　　caun：电子的俄歇复合俘获系数，单位为cm6 / s

　　caup：孔的俄歇复合捕获系数，以cm6 / s为单位

　　cstim：线性系数（无单位），范围为0-1，指定了经历受激光学重组的总重组电流的比率

　　jthreshold：阈值复合电流密度，用于开启受激光学复合，单位为A / m2

　　tgain：经历受激光学复合的增益区域的厚度，以m为单位

　　半导体特性可以作为在第一和第二轴下拉菜单中选择的一个或两个变量的函数进行绘制。也可以从此窗口中选择每个变量的绘图范围，点数和比例（线性或对数）。通过检查窗口中每个属性的名称，可以为单个图选择任何所需数量的半导体属性。要绘制所选属性，只需单击“创建可视化”按钮。用户还可以通过单击“发送到脚本”按钮将选定的属性发送到脚本工作区进行进一步处理。完成后，您可以单击“ <完成”按钮以返回到属性编辑器窗口。

　　半导体特性可视化器对话框

　　Si的电子和空穴迁移率随温度的变化而可视化

　　修改默认材料

　　列表的第一列显示了哪些材料受到写保护。要修改在创建新模拟时出现的默认材料，请在安装目录的默认子目录中编辑模拟文件。例如，您可以创建一个仅包含模拟所需材料的新数据库。此更改将应用于您创建的任何新项目，但不会更新任何现有项目。

　　注意：模拟中当前使用的材料无法删除。

　　如果当前项目中使用的是材质，则“不删除”图标将指示该材质可以修改但不能删除。要删除这些材料，请首先修改模拟，以便不使用它们。

　　默认材质

　　默认的电气/热材料数据库包括许多常用材料。启动新项目时，将加载默认数据库。默认材料无法直接编辑，但是对材料所做的更改将与项目一起保存。如果要修改默认材料之一，则必须编辑产品安装目录中的默认项目文件。

　　从其他项目导入材料

　　IMPORT按钮允许用户从Lumerical项目文件（.ldev）或材料数据库文件（.mdf）导入材料数据，以便与FDTD或MODE交换。

　　值得注意的是，数据库的完整副本存储在每个模拟文件中。一个文件中的数据库更改不会自动更改任何其他文件中的资料。

　　默认材料数据库中的材料

　　有限元产品的默认光学材料与FDTD和MODE相同。有关 完整列表，请参见FDTD和MODE中的材料数据库。电气和热学数据库包含以下默认材料：

　　基础半导体

　　砷化镓（砷化镓）

　　AlAs（砷化铝）

　　InAs（砷化铟）

　　AlP（磷化铝）

　　InP（磷化铟）

　　GaP（磷化镓）

　　AlN（氮化铝）

　　InN（氮化铟）

　　氮化镓（氮化镓）

　　GaSb（锑化镓）

　　AlSb（锑化铝）

　　InSb（锑化铟）

　　CdS（硫化镉）

　　CdSe（硒化镉）

　　CdTe（碲化镉）

　　硅（硅）

　　锗（锗）

　　合金类

　　SiGe（硅锗）

　　AlGaAs（砷化铝镓）

　　InGaAs（砷化铟镓）

　　InAlAs（砷化铟铝）

　　InAsP（磷化砷化铟）

　　GaAsP（砷化镓磷化物）

　　InGaP（磷化铟镓）

　　AlGaN（氮化铝镓）

　　InGaN（氮化铟镓）

　　GaAsSb（砷化镓锑）

　　AlGaSb（锑化铝镓）

　　AlAsSb（砷化铝锑）

　　InAsSb（砷化铟锑）

　　InAlSb（铟铝反模）

　　AlGaP（铝镓磷化物）

　　AlInP（铝铟磷化物）

　　绝缘子

　　Al2O3（氧化铝）-罗伯逊

　　HfO2（氧化af）-Robertson

　　Si3N4（氮化硅）-Sze

　　SiO2（玻璃）-Sze

　　TiO2（二氧化钛）-Robertson

　　ZrO2（二氧化锆）-Vitanov

　　导体

　　Ag（银）-CRC

　　Al（铝）-CRC

　　金（金）-CRC

　　铜（铜）-CRC

　　体液

　　空气

　　注意：

　　在电气（CHARGE）模拟中，所有流体材料都被视为绝缘体。并且材料由介电常数定义。

　　潮流监控器-仿真对象

　　潮流监视器记录通过模拟区域的线，面积或体积的热通量。数据的单位是2D中的W / m和3D中的W。

　　常规选项卡

　　监视器类型：可以选择监视器的几何形状。它可以是任何方向的线，垂直于任何轴的平面或3D监视器。

　　记录温度：如果启用，则监视器还将记录温度曲线。

　　几何标签

　　X，Y，Z：模拟区域的中心位置

　　X MIN，X MAX：X最小，X最大位置

　　Y MIN，Y MAX：Y最小值，Y最大值位置

　　Z MIN，Z MAX：Z最小值，Z最大值位置

　　X SPAN，Y SPAN，Z SPAN：模拟区域的X，Y，Z跨度

　　使用相对坐标：如果启用此选项，则显示器将使用中心或HEAT求解器作为原点（参考）。如果禁用，则它将使用绝对中心（0,0,0）作为其原点。

　　注意：可用性基于SOLVER TYPE

　　返回结果

　　热通量：报告通过模拟区域的线，面积或体积的总热通量。在2D中，热通量的单位为W / m，在3D中，热通量的单位为W。

　　温度：沿线，表面或体积的温度曲线以开尔文为单位报告。

　　均匀热源-模拟对象

　　“均匀热量源”对象允许用户定义均匀热量产生的区域。可以指定区域的几何形状以及以下参数：

　　几何

　　源类型：对于2D，源可以是2D。2D源必须与适当的2D HEAT解算器一起使用，而3D源应仅与3D HEAT解算器一起使用。

　　X，Y，Z：模拟区域的中心位置

　　X MIN，X MAX：X最小，X最大位置

　　Y MIN，Y MAX：Y最小值，Y最大值位置

　　Z MIN，Z MAX：Z最小值，Z最大值位置

　　X SPAN，Y SPAN，Z SPAN：模拟区域的X，Y，Z跨度

　　使用相对坐标：如果启用此选项，则源将使用中心或HEAT求解器作为其原点（参考）。如果禁用，则它将使用绝对中心（0,0,0）作为其原点。

　　卷类型

　　此选项允许用户根据现有体积对网格约束位置和跨度进行参数化。

　　实体：选择目标实体。实体可以是几何对象或结构组。

　　域：选择目标域。参考几何是所选域的体积。

　　所有域：参考几何是所有域的体积。

　　源参数

　　等效长度（um）：仅适用于2D源。等效长度定义了三维中光源的长度。在2D模拟中，源的输入功率具有W / m的单位，这是通过将“总功率”值（W）除以三维尺寸的长度来实现的。

　　使用求解器标准长度：仅适用于2D源。启用此选项将使用求解器区域的“标准长度”覆盖源的“等效长度”的值。

　　总功率（W）：这是电源以瓦特为单位注入的总功率。在3D模式下，源的总体积会将这种热量引入模拟区域。在2D中，输入功率（以W为单位）除以光源在第三维上的长度，施加的输入功率的单位为W / m。