Ansys Optics 2026 R1의 새로운 기능

Ansys Optics 2026 R1의 새로운 기능 : 신뢰 기반의 End-to-End 광학 및 포토닉 설계 워크플로우 강화

 

개념에서 시스템 검증까지, 더욱 신뢰할 수 있는 엔지니어링 의사결정 가속화

광학 제품 개발은 시스템이 더욱 통합되고, 멀티피직스(multiphysics) 기반으로 복잡해지며, 기구 및 제조 제약과 긴밀히 연결되면서 빠르게 진화하고 있습니다. 자동차 인지 시스템, 증강/혼합현실(AR/MR) 모듈, 광집적회로(PIC), 첨단 조명 시스템 등 어떤 분야든 오늘날의 엔지니어들은 이전보다 더 높은 정확도를 더 짧은 시간 안에, 그리고 더 많은 분야를 아우르며 구현해야 합니다.

하지만 이제 가장 큰 병목은 단순한 물리 정확도가 아니라, 툴 간의 워크플로우 연속성과 결과에 대한 신뢰입니다.

Ansys Optics 2026 R1은 이러한 과제에 정면으로 대응합니다. 이번 최신 버전은 모델링 충실도(modeling fidelity)에 초점을 맞춰 워크플로우 연속성을 강화했으며, 광학 개념 설계부터 시스템 검증까지 전체 설계 체인에서 설계 의도와 물리적 의미를 유지할 수 있도록 지원합니다.

산업계의 과제: 단절된 광학 설계 체인

광학 시스템 개발은 일반적으로 순차 광학 설계, 비순차 해석, 기구 CAD(MCAD), 광자 시뮬레이션, 시스템 수준 검증 등 다양한 환경을 거치며 진행됩니다.

이 과정에서 각 전환 단계마다 다음과 같은 위험이 발생합니다.

• 형상(Geometry) 재해석
• 재질(Material) 재할당
• 좌표계 오류
• Stop 위치 불일치
• 물리 가정의 모호성

이러한 단절은 개발 시간을 증가시키고 오류 가능성을 높이며, 결과에 대한 신뢰를 저하시킵니다.

Optics 2026 R1은 설계 의도와 물리적 일관성을 전체 워크플로우에서 유지함으로써 이러한 “변환 비용(translation tax)”을 줄여줍니다.

< Ansys Zemax OpticStudio 광학 시스템 설계 및 해석 소프트웨어의 Nested Elements and System Tolerancing(NEST) 기능 >

 

Ansys Zemax OpticStudio 2026 R1: 실제 시스템 조건을 고려한 설계

기계 구조 계층 기반의 공차 해석

기존 공차 해석은 광학 요소들을 각각 독립적으로 변형시키는 방식이 일반적이었습니다. 그러나 실제 시스템에서는 렌즈가 특정 회전축과 기준점을 가진 조립체 형태로 장착됩니다.

새롭게 추가된 NEST(Nested Elements and System Tolerancing) 기능은 이러한 현실을 반영합니다.

주요 기능:

• 광학 요소를 기계적으로 의미 있는 그룹으로 구성
• Coordinate Break와 Tolerance Operand 자동 생성
• 스마트 프리셋을 통한 올바른 Tilt/Decenter Pivot 설정
• 실제 움직임을 실시간으로 시각화하는 레이아웃 업데이트

특히 오프축(off-axis) 및 Folded 광학계에서 민감도 분석 정확도를 크게 향상시키며, 수동 Pivot 설정 시 발생하는 오류를 줄여줍니다.

Requirements Editor (출시예정) - 사양을 실행 가능한 설계 제약조건으로 변환

현재 대부분의 시스템 요구사항은 PDF나 스프레드시트 형태로 관리되며, 실제 최적화 프로세스와는 분리되어 있습니다.

새로운 Requirements Editor는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발되고 있으며, 시스템 요구사항을 직접 최적화 제약조건으로 변환할 수 있도록 지원할 예정입니다.

지원 예정 항목:

• MTF 목표값 및 Wavefront Error 제한
• 1차 광학 시스템 요구사항
• Pupil 파라미터 및 Spot Size 제약조건

이를 통해 요구사항과 실제 시스템 성능 간의 연계성을 강화할 수 있습니다.

기대 효과:

• 입력 오류 감소
• 검증 속도 향상
• 요구사항과 성능 간의 명확한 추적성 확보

복잡한 시스템을 위한 비순차(NSC) 워크플로우 강화

광학 시스템이 점점 더 Folded 구조와 고집적 형태로 발전함에 따라 비순차(NSC) 모델링의 중요성이 커지고 있습니다.

OpticStudio 2026 R1에는 다음과 같은 개선 사항이 포함되었습니다.

 

Dedicated NSC Stop Objects

명확한 Aperture Geometry를 정의하여 비순차 광선 추적에서 물리적으로 정확한 Stop 동작을 구현하고, Pupil 형성과 Flux Clipping의 모호성을 제거합니다.

< An NSC spot diagram >

 

NSC Quick Focus

선택된 Ray Sequence를 기반으로 Detector 정렬을 자동 수행하여, Folded 및 Diffractive 시스템에서도 올바른 Focus와 Centering을 제공합니다.

 < NSC quick focus >

 

Sequence Grouping

Ghost Order, Diffraction Interaction, TIR 동작, Source-Detector 기여도 기준으로 Ray Path를 자동 그룹화하여, 단순한 Irradiance 결과가 아닌 실제 원인 기반 Stray Light 분석이 가능합니다.

< NSC sequence grouping >

 

NSC Imaging Tools

NSC Spot Diagram과 RMS Spot 최적화를 지원하여 실제 시스템 환경에서의 이미징 성능 평가가 가능합니다.

이러한 기능들은 NSC 해석을 단순 검증 도구에서 실제 Imaging 설계 환경으로 확장시킵니다.

< NSC imaging design >

 

 

Diffractive 및 Meta-Optics 데이터 형식 통합

OpticStudio 2026 R1은 Diffractive 및 Meta-Optics 데이터 형식을 통합하여 효율성을 향상시켰습니다.

포함 기능:

• 단순화된 Edition 선택
• Messages Window 개선
• Ansys Engineering Copilot 지원
• MTF 해석 성능 향상

이를 통해 엔지니어는 필요한 정보를 Zemax 환경 내에서 더욱 빠르고 효율적으로 접근할 수 있습니다.

 

 

Ansys Lumerical 2026 R1: 나노포토닉스를 시스템 설계와 연결

광자 소자 수준에서는 형상 정확도와 멀티피직스 연계가 시뮬레이션 정확도에 큰 영향을 미칩니다.

Lumerical 2026 R1은 제조 공정, 광학, 시스템 성능 간 연결성을 강화하는 새로운 워크플로우와 GPU 가속 기능을 제공합니다.

제조 공정을 고려한 CMOS 이미지 센서 워크플로우

Sentaurus TCAD와 Lumerical FDTD 간의 연동 워크플로우를 통해 CMOS Image Sensor(CIS) 설계에서 형상 및 재질 정보를 일관되게 전달할 수 있습니다.

워크플로우:

1. Sentaurus TCAD Mesh/Structure 데이터를 TDR 파일 형태로 FDTD로 전달
2. FDTD에서 광학 시뮬레이션 수행
3. 생성된 OGR(Optical Generation Rate) 데이터를 다시 Sentaurus S-device로 전달
4. Electro-Thermal 시뮬레이션 수행

이를 통해 제조 공정, 광학, 전자 특성 간의 폐루프(closed-loop) 분석이 가능합니다.

 

< A Sentaurus TCAD-to-Lumerical FDTD workflow >

GPU 기반 Direct Meshing 및 Broadband Source 지원

Direct Meshing to GPU 기능은 Host 메모리 사용량을 줄이고 Meshing, Simulation, Data Saving 시간을 단축합니다.

특히 다음과 같은 대규모 3D 구조에서 효과적입니다.

• 곡면 기반 구조
• 복잡한 나노포토닉스 형상

추가 지원 사항:

• GPU 기반 Broadband Source
• GPU 기반 Volumetric Current Source

이는 LumOpt 기반 Inverse Design 최적화에서 핵심 기능으로 활용됩니다.

 

 

< An Ansys Lumerical INTERCONNECT photonic integrated circuit simulation software 

and Synopsys OptoCompiler direct bridge >

 

PIC 설계를 위한 Compact Model 지원

Lumerical CML Compiler는 이제 PrimeSim HSPICE 및 PrimeSim SPICE와 호환되는 Photonic Verilog-A Compact Model 생성 기능을 제공합니다.

사용자는 다음 데이터를 활용해:

• Lumerical FDTD
• Lumerical MODE
• Lumerical Multiphysics

맞춤형 광소자를 설계하고 Synopsys OptoCompiler에서 Electro-Optical Co-Simulation을 수행할 수 있습니다.

또한:

• INTERCONNECT가 OptoCompiler와 직접 통합
• PrimeWave 환경에서 Photonic Circuit 시뮬레이션 가능
• WaveView 기반 결과 분석 지원
• Self-heating 효과를 고려한 Nonlinear Ring Modulator 모델 추가

이를 통해 소자 물리와 시스템 아키텍처 간의 추상화 간극을 줄일 수 있습니다.

 

 

Ansys Speos 2026 R1: 광학 충실도를 기구 설계까지 확장

 

Optical Design Exchange (ODX)

ODX는 렌즈 형상, Stop, Coating, 광원 정의를 NX와 같은 CAD 환경으로 직접 전달할 수 있도록 지원합니다.

특징:

• 광학 요소를 구조화된 컴포넌트로 유지
• 광학 특성 보존
• Geometry 재구성 불필요
• 실제 광학 설계를 반영한 Stray Light 시뮬레이션 가능

 

< Ansys Speos CAD integrated optical and lighting simulation software

optical design exchange for Siemens NX >

 

제조 제약을 고려한 Optical Part Design

새롭게 추가된 기능:

• Multi-parameter Editing
• Light Guide용 Prism Height 제한
• Freeform Sharp Cut-off Lens
• TIR Lens용 Tilted Optical Axis 정의

이를 통해 실제 제조 가능성을 고려한 최적화가 가능합니다.

 

< The Speos software ray animation tool >

 

Visualization 및 GPU 개선

추가 개선 사항:

• 향상된 Ray Animation
• Result Map Transparency 제어
• 3D Irradiance 결과 표시
• GPU VRAM 사용량 및 오류 진단 리포트
• Live Preview 내 새로운 Navigation Mode

이를 통해 대규모 시뮬레이션에서도 높은 인터랙티브성과 분석 효율을 제공합니다.

 

< Speos software live preview enhancements >

연속적인 광학 엔지니어링 워크플로우

Optics 2026 R1의 핵심 가치는 단순한 신규 기능 추가가 아니라, 전체 개발 프로세스의 연속성에 있습니다.

주요 연결 요소:

• OpticStudio의 구조화된 공차 해석
• 툴 간 통합된 Diffractive 데이터
• Lumerical의 제조 일관성 기반 광자 시뮬레이션
• Speos의 CAD 연동 Stray Light 검증

형상, 재질, 물리 가정이 여러 도메인 간에도 일관되게 유지되며, 시뮬레이션은 단절된 단계가 아닌 연속적인 엔지니어링 프로세스로 진화합니다.

그리고 이러한 연속성은 오늘날 복잡한 제품 개발 환경에서 점점 더 중요한 가치인 “엔지니어링 신뢰(Engineering Trust)”를 만들어냅니다.

개발 주기는 더욱 짧아지고 시스템 통합도는 높아지는 상황에서, 이러한 신뢰는 곧 경쟁력이 됩니다.

 

< 참고 자료  : https://www.ansys.com/blog/whats-new-ansys-optics-2026-r1 >

 

 

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