光通讯系列软件PhotonDesign之CrystalWave光子晶体设计工具

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CrystalWave
8 c; G. E9 T1 J! O( V! O/ J光子晶体设计工具
8 r) |' z- k- G2 F' t+ H* R●专业2D和3D光子晶格编辑器
. N6 O1 D* Z" b9 R●2D和3D FDTD引擎
1 z4 E8 H% g' q0 w●高速FEFD引擎
8 l& V+ l$ v2 S" U●32位和64位版本
. Y- V  c- @  _●真正SMP，使用多核计算机进行FDTD快速计算
●FDTD集群，用于Windows和Linux系统
●唯一的有源FDTD，用于光子晶体激光器仿真
+ B1 [5 Q& j7 w( S3 N, n●轻松创建晶格，编辑量多达10000
●使用PWE引擎计算能带图和Bloch模式
$ Q2 r) d( E/ |( q9 V- A●Drude、Lorentz、Debye等材料色散模型，可以精确用于金属
' W; v2 _- V, y7 i, d1 w$ m●FDTD傅里叶分析输出：每次运算都会生出光谱响应
●输出GDS-II格式
; E( P1 f$ }% s# `3 q) P●使用Kallistos自动优化
, D* b7 u4 Y6 Z0 J& V: G" L●约束系统
●自动脚本
什么是 CrystalWave
伴随着光子晶体结构2D、3D晶格设计和仿真的发展，CrystalWave已经发展成熟。它包括晶格结构编辑器，强大的仿真工具和掩膜文件生成器。
可以采用一个常用的掩膜布局工具指定光子晶体回路，这样你会发现它会耗费几个小时，同时修改也会花费几个小时，而CrystalWave能够节省几个小时。例如，带有500个洞和一条线的缺陷的晶格结构，仅仅需要四个简单的操作。
; V9 |3 G, I/ ]' W  j光子晶体回路的典型结构是在SOI、GaAs/AlGaAs或其它基底上垂直蚀刻一
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系列六角形晶格。在六边形、矩形或其它规则晶格上，添加单个缺陷和线缺陷，或者添加单个不规则外形或其它特性的洞，CrystalWave使得这些操作变得很容易。
Layout和光子晶格编辑器的特点：
●六边形、矩形或任意晶格外形，用户可以指定晶格矢量方向和晶格间距
●2D原子可以是圆形的、椭圆的、矩形的、规则或不规则的多边形
% {1 a$ B0 D8 Y: @+ T5 t●带有球形原子的菱形、立方体、BCC和FCC 3D晶格
+ f. z  P) O) F0 e" g●任意外形2D原子垂直剖面，比如：圆形的底部，锥形的壁
/ A7 D; `7 ~9 p- S% W8 p& [●任意定位单个或线缺陷
●很容易改变原子群的外形，也可增加和编辑指定的原子
●任意物体的自由旋转
/ r1 x; X1 e/ e●随机原子的公差分析
% p' U" K* `5 E. C●有效的编辑器设计：可以迅速编辑带有上万个原子的大型结构
' Y1 `8 |0 U, w; C' t& |7 L●使用层结构输出GDS-II格式文件，可以减小文件的大小
4 z0 N1 d) \8 E5 E- {% ?; L& D●晶体多样化，比如：在某一区域，晶格矢量为0°和60°，而在另一区域为5° 和 65°
●在晶格中定义常规波导和锥形波导
( H0 \) |$ \: o0 ]●广泛的多层蚀刻/再生系统，包括非垂直蚀刻和各向异性蚀刻
! U: S7 v9 w5 b# P+ n●多重撤消/再撤消
4 ~2 c/ i; x0 o& l  v●用表达式和指定参数定义结构
. K( r: _. P9 V- E; J●自动参数扫描
' }8 n4 @0 U6 t0 [: z7 T●连接元件，建立更复杂的约束系统
. [* ]: z* S% X2 h1 Z●脚本系统，自动建立复杂的结构
8 j: O+ k0 Q$ X% `9 d9 s任意原子和晶格：
2D晶格编辑器：设定任意晶格的矢量方向和晶格间距。
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2D原子编辑器：定义2D原子为一个不规则多边形，指定原子壁厚度为0.1um的氧化层。
FDTD引擎：
* L: T& @* a4 B/ @) \CrystalWave框架中包含一个高效率FDTD（有限时域差分）引擎，模拟光线传播。它是针对光子晶体模拟，充分利用晶格结构。因此它比单一的普通FDTD更有效。
9 K" _- t# r) f, W  }特点：
●集成于CrystalWave框架中
* Y% X5 h9 d, W& M4 V. l6 C" k: V●支持2D和3D的模拟，可同时用于一个设计中
. e0 V! B9 ]7 s8 ], g●快速的优化引擎
●支持多CPU处理
9 A" U4 `# _! ^9 O$ y. U●支持Windows和Linux集群处理
●特有的子网格工具，根据需要剖分网格，特别适用于等离子体模拟
●特有的有源FDTD（可选模块）
●支持64位操作系统
●特殊的技术，减少内存的使用
8 ?( @1 X% w# s5 O/ h# t/ T& _●使用FIMMWAVE中全矢量模式求解器计算模式剖面
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●多光源选择：平面波、高斯光束、偶极子、波导模式，以及CW、脉冲或者用户自定义时间包络
7 v8 c4 x( r# _2 p6 k- q●PML，金属，磁性的或周期边界
0 w$ V5 M# r( b1 J) `- f3 B●材料数据库，包括损耗、材料色散、金属等；色散光谱适用于Drude, Debye 和Lorentz模型
* ?  C7 t( b! P/ v' g●各向异性的材料、导磁率、非线性的
# ^: K0 k: U) d0 |1 e1 BY型连接器式光子晶体回路和弯曲仿真，使用FDTD引擎
% g: ^* k7 Z& }* v+ ~在3D FDTD中模拟Y连接器（嵌入式）的传输光谱（蓝线）
使用自动优化（Kallistos）设计，得到很高的传输效率和很宽的带宽
% s9 K. H0 i5 G- U3 J$ ~* J2 d# BFEFD引擎：
, c8 z$ T3 ^# c% R* q4 [  M3 N频域引擎（FEFD）是一个强大的全矢量的2D麦克斯韦求解器，是FDTD的理想补充。在Photon Design中，仅需几秒钟就可以模拟给定波长的结构。当结构具有很高或很低的Δn时，仍能很好的工作，而且是全方位的。包括快速创建模型和高谐振结构，后者在FDTD中晶格需要很长的模拟时间。与Kallistos结合使用，以前需要优化几个月的设计现在只要几个小时。