薄膜光电器件光学仿真优化 CAE 软件 (OFSS)

OFSS是一款全国产化的计算电磁波光学仿真优化CAE软件,专用于 OLED、OPV 等薄膜叠层光电器件的光学模拟、能量管理、性能分析与优化设计。通过虚拟仿真取代传统实验试错,百万级成本实现高通量设计,显著提升器件工况适应性与工艺鲁棒性。

OFSS 薄膜器件计算模型与优化

传统模式:试错实验 (Trial & Error)

  • 数千平米实验场地
  • 数十台、甚至上百台实验设备
  • 数十人、甚至上百人研发团队
  • 成千上万次的反复试错实验
  • 数千小时的研发周期
  • 数以亿计的研发成本投入

CAE 软件辅助光电器件研发模式

  • 虚拟实验室:一张办公桌 + 一台计算机
  • 光电器件CAE软件、少量实验验证设备
  • 数名光学模拟分析与设计工程师
  • 高通量光学模拟,单次仿真时间秒级
  • 百万级研发成本,数十小时研发周期
  • 器件工况适应性、工艺鲁棒性强

软件总体功能架构

OFSS 软件总体功能示意图

数学物理方法

基于计算电磁学(TMM、RCWA、FDTD)、三维偏振光线追迹、蒙特卡洛(KMC)及傅里叶函数,构建坚实计算内核。

工具箱矩阵

内置海量材料常数数据库、色散函数定义模块,提供灵敏度分析、器件可视化及丰富的优化函数库。

叠层器件模型

覆盖有源器件(电偶极子辐射源、微腔干涉)与无源器件(广义传输矩阵、等相位法)的精准物理建模。

性能分析与预测

实现亮度、色度、效率等光学特性分析,支持膜厚等结构参数优化,并实现激子取向与分布的反演预测。

OLED 模块功能介绍

针对有源发光显示器件的复杂电磁场特性,提供高精度的发光光谱分析、多目标性能优化及实验参数反演。

通用可视化器件结构定义

通用可视化器件结构定义

支持 OLED 复杂叠层器件的结构可视化定义。无缝整合器件几何结构、材料光学常数、发光光谱及偶极子等核心参量。

能量管理与发光性能分析

能量管理与发光性能分析

全方位洞察器件内部光学传输,提供不同传输模式下的能量管理统计,支持详细的光谱分析与最终发光性能(如 CIE 色度)评估。

多参数多目标协同优化设计

多参数多目标协同优化设计

支持多视角色偏、发光效率及工艺良率的多目标协同寻优,实现器件结构的自动化优化,全面提升综合性能与工艺鲁棒性。

器件结构反演

器件结构反演

将实验测量数据与物理模型深度结合,根据实验测量的光谱数据,高精度反演推测隐藏的器件实际结构及偶极子分布等微观参数。

灵敏度分析与工艺容差分析

灵敏度分析与工艺容差分析

精确计算各层膜厚等参数对最终性能的灵敏度,结合工艺波动进行蒙特卡洛容差分析,指导产线制定合理的工艺监控规格。

材料光学常数数据库

材料光学常数数据库

内置数百种常见光电材料(如发光层、传输层、电极等)的光学常数数据库。完美支持各向异性材料及折射率梯度分布材料模拟。

OPV 模块功能介绍

针对无源光伏与吸收器件,提供深入的光源吸收率计算、转换性能预估及光学材料色散函数自定义功能。

通用可视化器件结构定义

通用可视化器件结构定义

专为有机光伏(OPV)等无源叠层器件设计,直观搭建结构模型并映射材料光学常数,快速完成仿真前处理。

能量分布与转换性能分析

能量分布与转换性能分析

精细计算外部光源在器件内部各层的吸收率与能量耗散分布,评估短路电流密度(JSC)等核心光电转换性能指标。

多参数多目标协同优化设计

多参数多目标协同优化设计

以吸收率及转换效率为导向,综合考量全天候入射角变化,优化器件膜厚结构,在提升效率的同时兼顾量产工艺稳定性。

器件结构反演

器件结构反演

导入实验测定的宽谱反射、透射及吸收光谱,利用内置非线性拟合算法,反向重构器件真实的膜层厚度与光学特征参量。

灵敏度分析与工艺容差分析

灵敏度分析与工艺容差分析

分析关键参数的极化灵敏度与视角依赖性,量化生产制造过程中的参数漂移对转换效率的影响,提供坚实的容差预警。

光学常数自定义功能

光学常数自定义功能

不仅提供固定材料库,更支持 Drude、Lorentz、Sellmeier、Forouhi-Bloomer、Cauchy 等多种振子模型,由用户自由拟合未知材料函数。

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