傳統FDTD架構於CPU運算，其可計算尺寸與速度受限於CPU架構當面臨大尺寸、大面積及優化時，無法有效在短時間內獲得全面性的計算結果。
Tidy3D 是一款基於突破性計算架構的電磁模擬工具，能以前所未有的速度提供可擴展的精確模擬。
Tidy3D可有效解決大尺寸模擬需求、超快速求解以及支援Web base使用者介面及Python程式語言。
講者:Tom Chen(Tidy3D原廠資深技術工程師)
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iLiT-Tech(艾萊特科技)成立於2022年，是專業的光學軟硬體代理商，提供全面解決方案和專業支援服務。我們與領先供應商合作，致力於滿足客戶的光學需求。20年光學經驗，值得信賴的合作夥伴。
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平面波導-Y型連接
在不同應用領域的光子積體電路中，Y 型連結等功率分配器被廣泛使用。在設計功率分配器時，我們的目標是實現平坦的寬頻響應、低損耗和結構緊密的功率分配器。同時，設計還需要符合製造解析度和公差要求。
以下設計範例改編自 Yi Zhang, Shuyu Yang, Andy Eu-Jin Lim, Guo-Qiang Lo, Christophe Galland, Tom Baehr-Jones, and Michael Hochberg, “A compact and low loss Y-junction for submicron silicon waveguide,” Opt. Express 21, 1310-1316 (2013)
Tidy3D模型
模擬結果
TracePro的太陽能模擬器和優化功能能夠幫助製造商實現更高的吸收率和集光率。您可以利用集光器光學、紋理表面、新材料佈局和金字塔結構來優化設計，以提高效率，從而實現降低每瓦成本的最終目標。
我們知道對於不同地點設置的太陽能裝置，其天頂對應的太陽運行軌跡都會不同。因此，模擬太陽能集光系統的第一步是設定太陽能裝置的位置。TracePro的太陽模擬工具（Solar Emulator）提供了多組預先定義的城市位置，讓您能夠輕鬆設定所需的地點。透過設定太陽頻譜和光強度資訊，您可以在TracePro中建立太陽的直射光源，同時也可以選擇內建的兩種天空模型，以建立完整的大氣光源，實現更精確有效的太陽能集光系統模擬和分析。
透過長時間的連續分析，結合太陽追跡功能和調整不同時間的大氣狀態，TracePro成為計算太陽能整體貢獻的最佳工具。TracePro的太陽能追跡功能是業界獨一無二的標準化工具，專門用於模擬和分析太陽能集光器的性能。該功能能夠根據需要改變地理位置（緯度、經度和海拔），並實現多軸追踪太陽運行以及自訂的直接和間接太陽輻射貢獻。分析結果包括目標上的照度、坎德拉圖、濁度計算、總光通量以及隨時間變化的效率。
TracePro的太陽能應用以及設計、分析和優化功能已被證明能準確預測太陽能集光系統在真實條件下的總能量輸出。迄今為止，TracePro的使用者們已撰寫了數百篇研究論文，詳細介紹了TracePro在太陽能集光系統方面的應用。
因應現今高品質取像系統的需求，雜散光的分析與抑制功能成為成像鏡頭在設計階段必須進行的工作之一。TracePro是全球第一套擁有全圖形介面的專業雜散光分析軟體，並以其精準的光線追跡引擎提供多項雜散光分析工具。不論鏡頭設計工程師使用的光線波段是從紫外線到遠紅外線，TracePro都能提供準確的路徑分析結果和能量分布狀況。
以下是TracePro在雜散光分析方面的特點，對於鏡頭產業而言，若能善用TracePro的分析工具，將能節省大量時間和成本：
TracePro為生命科學和醫療設備設計人員提供了一個功能強大、全面的光學模擬工具，完全符合他們的需求。TracePro透過跨學科（包括光學、力學、材料、化學和生物學）的交流，促進了設計和開發過程，對於需要向科學家和工程師傳達系統級規範和設計元素的醫療儀器和設備設計人員來說至關重要。
醫療系統設計人員使用TracePro能夠大幅度減少硬體原型設計的重複次數，以及實驗室和臨床測試的成本和時間。他們可以直接在TracePro中創建實體幾何，或從鏡頭設計程式或CAD程式導入來創建模型。TracePro可以準確地模擬光線在不同材料和介質中的傳播過程。它考慮了各種光學現象，如吸收、反射、穿透、螢光和散射，並根據物質的光學特性來計算光線的行為。
TracePro可以模擬和分析光學系統的多個面向，包括：
有了TracePro，醫療系統設計者更有信心去模擬並預測產品的性能和準確性，例如:
TracePro 是一款功能強大的光學模擬軟體，專為消費類電子產品的設計而開發。它提供了對成像和非成像光學設備進行建模的能力，讓設計師能夠快速、準確地評估產品的光學性能。
以下是TracePro在消費類電子產品設計方面的主要特點：
TracePro的應用範圍廣泛，可以應用於消費電子設備、機器視覺照明、實驗室儀器和測量設備等領域。它為光學設計師提供了準確預測光學性能的能力，減少了昂貴的原型迭代，同時提高了設計效率和信心。
TracePro是被世界頂級顯示器製造商廣泛採用的顯示器設計工具。現代顯示器的背光系統必須滿足空間和角度均勻性、亮度和光譜特性等嚴格要求。要快速實現這些標準並具備可製造性和成本效益，需要一個功能強大、易於使用且準確的軟體工具。
TracePro提供了豐富的功能，能夠支援顯示器設計中的多個面向，包括：
TracePro的強大功能確保了設計師能夠準確預測成品的性能和美學，減少昂貴的原型測試。TracePro廣泛應用於多種類型的顯示器產品設計，包括：
汽車車燈設計師們倚賴TracePro將LED、HID燈和白熾燈整合到汽車、卡車和商用車的設計中。現今，LED車前燈已廣泛應用於眾多車輛。為了驗證這些高功率LED系統的性能，詳細的分析工作必不可少。
LED在車用照明中長期以來一直扮演重要角色。它們被用於光管和光導照亮儀表板，這些光管和光導利用巧妙的曲線倚靠全反射來引導光線。TracePro提供了快速且準確的光學模擬，幫助設計人員優化光管和光導的設計，以實現更高的光效和均勻的照明效果。
TracePro也被用於分析抬頭顯示器（HUD）、擋風玻璃系統、碰撞檢測系統、後視攝像頭和倒車照明系統等設計，其中包括：
TracePro是汽車設計師不可或缺的工具，透過其照片級真實渲染功能，幫助他們可視化LED燈光的佈局、設計和放置效果。以下是一些照明應用：
TracePro和OSLO是航太與國防應用光學系統設計和分析中的頂尖工具。這兩個軟體被廣泛合作應用於眾多著名的NASA光學系統的設計和分析，其中包括以下項目：
軍事、航空和國土防禦系統的設計人員依賴TracePro來獲得準確、先進和全面的設計環境。
當您需要利用擋板以有效抑制散射、繞射、鬼影和自發輻射所引起的雜散光時，TracePro是一個極其實用的分析工具。TracePro能夠模擬光學系統性能的眾多面向，其中包括：
TracePro為照明設計師提供了最準確、最全面的設計環境。照明系統的設計要求嚴格遵守性能標準，包括空間和角度的光分佈、均勻性、強度和光譜特性，同時考慮到照明和非照明外觀等美學因素。TracePro可以幫助設計師創建成本效益的設計，並確保其可用於製造。
TracePro是一個多功能且綜合性的光學軟體工具，用於模擬光線的傳播行為。使用TracePro，設計師可以從CAD程式導入現有模型，或直接創建幾何形狀，並精確模擬光線在模型中的傳播。TracePro綜合考慮光線在傳播過程中的各種複雜現象，例如吸收、鏡面反射和透射、螢光和散射。這些現象的考慮使得設計師能夠更全面地了解光在系統中的行為，從而優化性能和效果。
TracePro是一個強大的光學分析工具，其分析功能廣泛應用於照明和非成像光學系統設計。設計師可以使用TracePro進行多種分析，包括光分佈、流明分配、光強度分佈、照度分佈、光學效率、輝度和輻射率等方面的模擬和評估。這些分析功能使設計師能夠深入了解光學系統的性能特性，並優化設計以達到預期的效果。
除了基本的分析功能外，TracePro還提供擬真渲染和螢光效應模擬。擬真渲染功能可以生成逼真的圖像，使設計師能夠直觀地預覽成品的外觀。這有助於設計師更好地評估設計的美感和視覺效果，並進一步優化設計。螢光效應模擬功能使設計師能夠模擬螢光材料的行為。這對於設計具有螢光效果的產品非常重要，如照明系統中常見的螢光燈和LED燈。設計師可以根據模擬結果調整材料選擇和配置，以獲得最佳的螢光效果。
照明系統設計人員可以放心使用TracePro，因為它能夠準確預測成品的性能和美觀，從而減少昂貴的原型製作過程。TracePro廣泛應用於各種照明產品的設計，包括LED、燈具、交通號誌和緊急照明設備、建築照明、顯示器照明、消費性產品、汽車照明、航空電子照明、醫療照明和娛樂照明等領域。以TracePro為伴，照明設計將達到卓越的水平。
光導管在多個領域扮演重要角色，包括消費電子產品、航空電子設備、儀表板、開關、指示器和顯示設備等。
光導管是一種經過一體成型的透明拋光塑料製成的元件，其設計旨在高效引導光線到特定位置。透過精心計算的曲線和巧妙利用全反射的光特性，光線能夠輕鬆地穿越彎曲路徑並實現精確的引導。此設計結合了曲線的優雅美感和光學原理的精密工程，確保光線的流動與分配符合預期。此外，除了一體成型的導光管，還存在另一種形式的中空光管，在建築物、隧道和其他結構的採光應用中扮演著重要角色
光導管設計的示例應用包括：
TracePro提供了一個令人印象深刻的3D虛擬光學設計環境，讓設計人員能夠在製造前準確分析和可視化光導管的性能。這項功能大大縮短了開發時間，讓設計人員能夠更快速地創造出卓越的產品。透過逼真的渲染和輝度圖，TracePro精確預測了光導管的實際外觀感受，使設計人員能夠以引人入勝的視覺方式展現光導管的優越特性。