ビーム源

電子銃の連続荷電粒子シミュレーション

ピアス型電子銃のシミュレーション例です。電気的サイズの大きいモデルをCST PARTICLE STUDIOで解析します。

干渉フィルタ

FSS(周波数選択性サーフェス)の解析例として干渉フィルタのシミュレーションをご紹介します。CST MW STUDIOでシミュレーションを行い、得られた結果を測定結果と比較します。

オプティカルリングカプラーのシミュレーション

CST MW STUDIOは光学分野にも応用可能です。250THzにおけるオプティカルリングカプラーの解析例です。

ICパッケージのシミュレーション

標準的なICパッケージの寄生効果を解析した事例です。CST MW STUDIOはクロストークや信号遅延の解析を周波数領域と時間領域で行います。解析により求めたSパラメータと等価なRLC回路モデルを抽出する機能を備え、その回路モデルを使用して論理回路シミュレーションを行うことができます。

周期的ナノ構造: 薄膜シリコン太陽電池の光トラッピング

ナノ構造のインターフェイスのある薄膜シリコン太陽電池を解析した事例です。シミュレーションの結果は実験結果と良好な相関が取れ、薄膜太陽電池のナノ光学的解析におけるFITの有効性と信頼性が示されました。この事例は CST European User group Meeting(2006年3月)における発表を基に、C.Hasse氏とH.Stiebig氏(Forschungszentrum Juelich)のご厚意と許諾を得て掲載します。

テラヘルツ領域:金属誘電体の広帯域近傍界アンテナ

アンテナをベースとする近傍界のイメージングと分光は、マイクロ波からテラヘルツ領域におよぶ広帯域のパルス電磁放射と連続波の両方に応用可能です。CST MW STUDIOでアンテナモデルを作成し、シミュレーションを行った事例をご紹介します。

DNG(Double Negative)材質のモデリング

誘電率と透磁率が共に負であるDNG材質の解析事例です。CST MW STUDIOの分散材質モデルを使用してシミュレーションを試み、モデルの有効性を確認しました。

フォトニック結晶のシミュレーション

CST MW STUDIOを使用してフォトニック結晶のモデルを作成した事例です。コンパクトな形状モデルに周期的境界条件を設定することにより、バンドギャップ構造を効率よく模擬し、シミュレーションを実行することができます。

光ピンセットの電磁界シミュレーション

光領域における近傍界分布を計算した事例です。論文”Theory of Nanometric Optical Tweezers&dquo; by Lukas Novotny, Randy X. Bian, and X. Sunney Xie, Physical Review Letters, Volume 79, No. 4, 28 July 1997. に基づき、金属オブジェクトと誘電体オブジェクトにDrude 分散材質プロパティを定義し、シミュレーションを行います。

多層パッケージのSI解析

CST Dadence Linkを利用してCadence(R) Allegro(R)からインポートした多層パッケージのシグナルインテグリティ(SI)を解析した事例です。CST MW STUDIOとCST DESIGN STUDIOを使用する標準的なワークフローの設定とシミュレーションをご紹介します。シミュレーション結果と測定結果の比較も行っています。

誘電半空間の平面波相互作用@60THz

CST MW STUDIO(CST MWS)を使用して無限の誘電半空間と60THz平面波入射をモデリングし、反射と伝送を計算した事例です。既知の解析解のある問題についてシミュレーションを行い、計算結果を理論値と比較検証します。そうして検証されたシミュレーション手法を用いて、既知の解析解の無い一般的な形状のシミュレーションを行い、解を得ます。

システムインパッケージ(SiP)の時間領域解析

CST MW STUDIO時間領域ソルバーによるSiPモデルの解析事例です。Sパラメータと電磁界分布を計算するほか、10GHzと20GHzとノイズ信号を入力してシステム応答を評価します。また実装基板を含むシミュレーションにより、基板の影響を確認します。

多層基板のクロストークシミュレーション

今日の基板設計では、トランジスタを高密度に集積し、モデムのスイッチング周波数がGHz帯を超えています。帯域幅要求が増えるとインターコネクトの電気特性によってディジタル信号の伝搬品質が頭打ちになるなどの影響を受けます。また、信号の乱れにより不要な電磁干渉が増大し、EMC問題が生じる可能性があります。複雑な多層基板についてシミュレーションと測定を行った事例の要約をご紹介します。

プリント基板のシグナルインテグリティ解析

CST PCB STUDIOによるシグナルインテグリティ(SI)解析をご紹介します。レイヤスタックアップの定義とモデリング機能について説明しています。SI解析に必要な送受信にはIBISモデルを使用します。IBISモデルの使用により回路に負荷を作成する手間が省け、シミュレーション設定の省力化と共に精度向上を図ることができます。

6~18GHz・20W進行波管アンプの電子銃

すべての荷電粒子の応用は電子銃から始まります。電子銃のなかでDC電力はビームに変換され、ビームはさまざまな電磁構造との間で相互作用を起こします。CST PARTICLE STUDIOのTrackingソルバーによる電子銃の解析と設計例をご紹介します。

プラズモン ナノアンテナのシミュレーション

論文"Comparison of electromagnetic field solvers for the 3D analysis of plasmonic nano antennas" by Johannes Hoffmann, Christian Hafner, Patrick Leidenberger, Jan Hesselbarth, Sven Burger, Proc. SPIE Vol. 7390, pp. 73900J-73900J-11に基づくナノアンテナのシミュレーションです。直径 80nm の金材質の球を二つ並べ、その間の僅か 1nm の間隔に生じる電磁界分布を時間領域と周波数領域でそれぞれ計算しました。どちらのソルバーでも、論文に記載された基準解(半解析解)とほぼ一致する結果が得られました。

プリント基板のシグナルインテグリティとパッケージ設計

Avago Technologies, Inc. のZ. Shen氏によるプレゼンテーション(Innovations 2009 workshop series)。オプティカル トランシーバーシステムにおけるASICチップ間の高速伝送の解析事例です。(英語音声:28分)

CST MW STUDIOによる光学構造の特性評価

Hamburg University of TechnologyのStefan Prorok氏によるプレゼンテーション。光導波路で構成されるリング共振器やフォトニック結晶の光伝搬をCST MW STUDIOで計算してQ値を得ることができます。事例では、赤外線反射3Dフォトニック結晶の無限周期構造を例に、伝搬スペクトラムの角度依存性を周波数領域ソルバーで評価しています。最後に、GHz電気-光振幅変調器の応用を想定した2Dフォトニッククリスタル共振器について検討しました。(英語)

LHM Split Ring Resonators(SRRs)における後進波伝搬

スプリットリング共振器(SRRs)の密配列構造は電磁波結合効果によってジャイロトロピックな双異方性媒質の特性を示す、との論文に基づく解析例です。特定周波数範囲において負の屈折率を示すSRRs媒質の内部で後進波が伝搬する様子を、CST MW STUDIOのシミュレーションで観測しました。

Kuバンド進行波管

進行波管の電磁界・電子運動解析を行った事例です。電子銃はChild則に従い、電子を遅波構造に入射します。遅波構造内で電子が発散しないように周期的永久磁石(PPM)で集束磁界を発生させ、また、遅波構造の電磁界特性は固有値解析により得ています。PICによる時間領域の電子の挙動をシミュレーションした結果、信号の増幅は46.5dBとなりました。(英語)

フォトニック結晶空洞のシミュレーション

CST MW STUDIOのトランジェントソルバーを使用して、点欠陥のあるフォトニック結晶空洞を計算した事例です。空孔を一点欠落させた高屈折率スラブの三角格子を使用し、共振周波数とQ値(intrinsic Q)と共振モードにおける電磁界分布を求めます。

光増幅器の非線形シミュレーション

三次非線形のSOI導波路を光領域でモデリングした事例です。非線形性が縮退四波混合効果をもたらし、導波路を光増幅器として使用する道が開けます。

ヒートシンクの熱モデル

ヒートシンクは電子システムの能動機器と受動機器に発生した熱を周辺環境に逃がす働きを担います。熱流と熱分布を計算し可視化した事例をご紹介します。CST MPHYSICS STUDIOでは定常熱と過渡熱、どちらのシミュレーションも実行できます。

メタマテリアルに基づく部品設計とシミュレーション

メタマテリアルは自然界の材質にはみられない特徴的な電磁特性を示し、さまざまな種類があります。新しいメタマテリアルの開発では、マテリアルのバルク特性とマテリアルを構成する素子の解析をシミュレーションにより行うことができます。共振器の設計から部品の実装に至るまでのワークフローを通してCST STUDIO SUITEが活用された事例をご紹介します。