３つの電磁界シミュレータ : Ws_soft

Ws_softとは

電磁界問題を単一プラットホームでFDTD(Wsf), RCWA(Wsr), BPM(Wsb)の３手法から選択して計算します。Wsfは分散材料,散乱界,遠方界,周波数分析の計算に対応し、Wsrは省メモリで吸収境界,分布光源の条件に対応し、WsbはFDTD並みの精度で高速の計算に対応します。いずれも指定領域内の光量、吸収量の分析が可能です。Wsf,Wsr,Wsbの３つを揃えることでほとんどの電磁場計算問題に対応することができます。



 ダウンロード (Ws_soft_106.zip, 97MB)  2024/08/27
解凍の後､Readme.txtをご覧になってください。使用法は下記をご覧ください。Ws_softの既存フォルダがある場合、解凍フォルダの中からsup.exeを削除して既存フォルダに上書きしてください。

 Ws_softのプラットホーム : Wsems
WsfはFDTD、WsrはRCWA、WsbはBPMの電磁界解析プログラムであり、Wsbchでそれらの連続計算を実施し、Wscnt, Wsmntで結果を可視化する。それらを統合操作するプラットホームプログラムがWsemsである。



 比較計算例  2024/09/08>
Wsf(FDTD),Wsr(RCWA)ともは厳密解だが、Wsfは演算速度が遅く、Wsrはメモリ消費が大きい。Wsb(BPM)は演算速度が速くメモリ消費の小さい近似解だが、FDTD並みに精度を向上している。
一般に電磁場計算においてFDTD、RCWA、BPMとも一長一短がある。FDTDは計算対象が広いが、演算速度が遅い。RCWAは一様分布の光しか扱えず計算対象が狭い。BPMは計算精度に課題がある。 これに対しWsf、Wsr、Wsbはアルゴリズムを改良し、それぞれの課題を克服している。

電磁界シミュレータ

下記の入力条件は全てWsemsにより設定されます。
 BPMシミュレータ : Wsb  2024/09/08
光源の選択(非干渉か干渉か、偏光条件、一様光かGaussian分布か) 、境界条件の選択(周期か吸収か)、透過光と反射光(前進光と後進光)の分別計算、上下面方向遠方界の計算、指定領域内の光量分析（上下面入出光量、吸収光量）などが可能である。新しい手法(Babinet-BPM)の導入で既存のBPMと違い、反射、屈折、回折、干渉を精密に表現できる。スカラー解析は拡張され、偏光条件をパラメータにしてフレネル反射を表現できている。演算性能は圧倒的(FDTD Wsfの数百倍)である。OpenMPによるマルチプロセッサーへの対応済みで、計算の高速化を実現している。
 FDTDシミュレータ : Wsf  2024/09/08
光源の選択(光源位置、偏光条件、 PulseかCWか、一様光かGaussianか)、境界条件の選択(周期かPMLか)、 分散材料への対応、散乱界の計算、上下面及び３６０度方向遠方界の計算、周波数分析、指定領域内の光量分析(境界面入出光量、吸収光量)などが可能である。演算負荷は大きいが厳密解である。OpenMPによるマルチプロセッサーへの対応済みで、計算の高速化を実現している。
 RCWAシミュレータ : Wsr  2024/09/08
光源の選択(光源位置、偏光条件、一様光かGaussianか)、境界条件の選択(周期か吸収か)、上下面方向遠方界の計算、回折効率の計算、指定領域内の光量分析(上下面入出光量、吸収光量)などが可能である。メモリ負荷は大きいが厳密解である。OpenMPによるマルチプロセッサーへの対応済みで、計算の高速化を実現している。

可視化、連続計算ソフト

下記はWsemsにより自動的に起動、設定されます。
 等高線描画ソフト: Wscnt
構造境界や光強度分布の等高線図、鳥瞰図をリアルタイムに描画します。
 進捗モニターソフト: Wsmnt
計算の進捗を可視化して監視します。
 連続計算編集ソフト : Wsbch
連続計算処理やデータ編集をします。

参考情報

Wsemsで全てを設定できますが、参考として下記を提示します。 (要会員登録)
 Wsbの使い方
 Wsfの使い方
 Wsrの使い方

その他

 バージョン情報
 制限条件