本ページでは、フォトニクス・光学設計における代表的な設計課題を分野別に整理し、シミュレーションの活用ポイント（解析アプローチ／評価観点／最適化の考え方）をまとめています。
用途に応じた解析フローやツール構成の検討、技術デモのご相談も承ります。
気になる分野のカードから概要を確認し、詳細は「関連事例を見る」から個別ページをご覧ください。
※掲載内容は一例です。記載のない分野についてもお気軽にご相談ください。
主なアプリケーション分野
メタサーフェス／ナノフォトニクス設計
ナノ構造による位相・振幅・偏光の制御が求められるデバイスにおいて、設計パラメータと光学応答の関係を定量化し、目標特性への収束を支援します。
試作前の手戻り低減に有効です。
- 位相／偏光制御構造の設計と最適化
- メタレンズの集光効率・帯域評価
- フォトニック結晶共振器の共振特性解析
- プラズモニクス構造の近接場・遠方場評価
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／光学系設計（Ansys Zemax）
光結合（グレーティング／エッジカプラ）設計
チップ-ファイバー間やPIC内部の光結合構造において、結合効率・帯域・許容差を評価し、損失低減と実装性の両立を図ります。
許容差まで含めた設計判断に有効です。
- グレーティングカプラの結合効率と帯域最適化
- エッジカプラの反射・損失評価
- アライメント許容差の定量化
- マイクロレンズ結合の設計検討
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／光学系設計（Ansys Zemax）
PICデバイス設計（リング／AWG／変調器）
フォトニクス集積回路を構成する基本素子の特性を評価し、スペクトル応答・損失・変調性能の最適化を支援します。
要件定義と設計収束の前倒しに役立ちます。
- リング共振器のスペクトル特性と熱影響評価
- AWGの挿入損失・クロストーク解析
- マッハツェンダー変調器の消光比最適化
- 波長フィルタの帯域・形状設計
関連する解析領域：デバイス・システムレベル解析（Ansys Lumerical）／設計プラットフォーム（Photonica）
イメージセンサー／受光素子（QE・迷光）解析
受光デバイスの量子効率や迷光特性を定量評価し、感度向上と画質改善に必要な設計パラメータを明確化します。
評価観点の整理と改善案の比較に有効です。
- 量子効率（QE）と光吸収の波長依存性評価
- マイクロレンズ・カラーフィルタの最適化
- 迷光（クロストーク）の経路解析と低減
- 画素構造と光学系の整合性検討
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／光学系設計（Ansys Zemax）
散乱・迷光（ストレイライト）解析
表面粗さや微粒子による散乱現象を定量化し、光学系内の迷光低減やセンサー感度への影響を評価します。
原因の切り分けと対策検討の効率化に有効です。
- 表面粗さによる散乱光分布の評価
- 微粒子散乱の波長・角度依存性解析
- 光学系内の迷光経路特定と低減設計
- 散乱がセンサー感度・SN比に与える影響評価
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／光学系設計（Ansys Zemax）
DOE（回折光学素子）／波面制御設計
回折効率・波面整形・位相設計の最適化を通じて、ビーム制御素子や投影系の性能と製造許容差を評価します。
実装を見据えた比較検討に有効です。
- 回折効率の最適化と次数制御
- 波面整形・ビームプロファイル設計
- 位相分布設計と製造許容差の検討
- DOEと光学系の統合評価
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／光学系設計（Ansys Zemax）
半導体レーザー／VCSEL解析
レーザーダイオードやVCSELのモード特性・共振条件・温度依存性を評価し、発光効率と信頼性の最適化を支援します。
設計の当たり付けとリスク低減に有効です。
- モード分布・共振波長の設計と最適化
- 発光分布と出力パターンの評価
- 温度影響・熱設計と効率最適化
- 活性層設計と発光効率の評価
関連する解析領域：デバイス・システムレベル解析（Ansys Lumerical）
※光学系と組み合わせた評価が必要な場合は、光学系設計（Ansys Zemax）との併用も可能です。
導波路・モード解析（偏波・結合）
導波路の有効屈折率・損失・偏波依存性を評価し、PICや光回路の基本設計パラメータを確立します。
設計比較と最適化の前工程として有効です。
- 有効屈折率と伝搬損失の評価
- 偏波依存性（TE/TM）の定量化
- モード結合・クロストーク解析
- 断面形状・材料による特性最適化
関連する解析領域：デバイスレベル解析（Ansys Lumerical）／設計プラットフォーム（Photonica）
用途に応じたツール選定（概要）
設計課題や解析対象に応じて、最適なツール構成は異なります。各製品の対応領域は、以下の製品ページで確認できます。
Ansys Lumerical：フォトニクスデバイス・回路・システムの解析
Ansys Zemax：光学系設計・結像評価・公差解析
Photonica：PICレイアウト・設計プラットフォーム
用途に合わせた解析フローの整理と技術デモをご案内します
対象アプリケーションと検討フェーズを共有いただければ、解析アプローチの整理、ツール構成提案、技術デモまで支援します。
技術デモ：30〜60分｜オンライン対応｜専任エンジニアが対応