光電子器件與集成模擬系統

項目編號：2018-S4-XJZZ-28

項目成熟階段：成熟期

項目簡介：

光電子器件與集成模擬系統是基於光子、光電子材料與器件電學、光學、熱學，量子力學，粒子守恆，能量及動量守恆等約束方程，通過多物理量耦合求解進行材料、器件、迴路到集成系統的模擬模擬與設計。系統包括時域有限差分電磁場模擬計算，光波束傳播分析，傳遞矩陣，嚴格耦合波分析，半導體電子能帶計算，光子能帶計算，N 階法金屬物質光傳輸計算，散射矩陣，EDFA 及拉曼放大器，光波導，光子晶體光纖，光子晶體光學設計，光纖通信系統模擬，光纖光柵及多維介質金屬光柵設計模塊，表面等離子體器件設計，多維量子阱激光器設計，MOCVD 系統熱力學模擬等 20 多個模塊。能進行一維，二維到三維任意圖形編輯，材料庫包括光電子器件所能用到的各種半導體，金屬，絕緣體材料。可進行 100 個核以上的大規模並行計算。

技術特點：

該系統由以下特點：

1、能夠分析激光器、放大器等光電子器件及無源光子器件的光電特性，如閾值，放大，傳輸損耗，模式特性，瞬態特性等；

2、能夠對光子晶體、金屬、等離子體、超導、各向異性電介質材料及磁性介質進行分析計算；

3、能夠導入實驗上獲得的照片、繪製圖片對光電器件進行模擬分析，並可以進行修改調整及測試；

4、支持複雜的多維編輯，多維顯示，如多層 DBR；

5、提供開放介面，可自行升級演算法，並負責技術支持；

6、支持腔體模式體積計算；

7、支持近場外推遠場計算；

8、時域有限差分有源介質模型；

9、嚴格耦合波三維高速模擬模型；

10、Pade 超高 Q 值模擬模型；

11、多方法互相印證配合技術。

專利情況：已授權 3 項軟體著作權。

市場需求及應用情況：

該成果可以用於從事光電子器件開發的高校、研究所及企業。目前該類軟體市場售價在每模塊 10 萬到 20 萬。該軟體最擅長領域在於特種光纖、微納光子、光電子器件設計、量子阱電子能帶設計、光子晶體能帶計算、光通信系統傳輸模擬、有源無源光子集成晶元並行計算。全球光電子產業始於上世紀 70 年代，90 年代獲得了高速增長。進入新世紀後，2004 年光電子產業進一步走向復甦，其市場規模達到 1981 億美元，2005 年突破 2000 億美元，2015 年達到 1 萬億美元。將成為最熱門的產業，並成為衡量一個國家經齊發展和綜合國力的重要標誌。隨著光電子技術創新、產業發展。光電器件及集成晶元模擬設計需求越來越重要。在這些方面，政府、企業及科研機構正在加大對於有關商業模式的探索。集成電路設計市場規模將達到 300 億元，光電子集成設計將成為熱門產業。

合作方式：

技術開發、技術轉讓、技術服務、技術入股

產業化所需條件：

軟體深度開發、軟體維護、宣傳推廣、人員培訓等，預計一年有銷售，三年內有盈利，前三年需要資金每年 300 萬。

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