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

bomoaa

CrystalWave
光子晶体设计工具
●专业2D和3D光子晶格编辑器
●2D和3D FDTD引擎
●高速FEFD引擎
●32位和64位版本
+ h, g$ d4 A; L; m●真正SMP，使用多核计算机进行FDTD快速计算
: q6 F0 w+ A# _0 a' u●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
6 C& h; s; \; R/ h7 W●轻松创建晶格，编辑量多达10000
8 u+ N. t. q& o8 t3 I1 m7 v●使用PWE引擎计算能带图和Bloch模式
0 h& ~% k, h7 m$ N  Q8 T●Drude、Lorentz、Debye等材料色散模型，可以精确用于金属
& }  L. R! d1 i9 d/ n●FDTD傅里叶分析输出：每次运算都会生出光谱响应
9 W2 A* t1 ~5 p, o) C9 F●输出GDS-II格式
" R) {( L2 M% ]2 o/ F7 @) `) H●使用Kallistos自动优化
●约束系统
●自动脚本
什么是 CrystalWave
' c% l4 w+ d4 N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。
+ z1 k9 N  }4 ^' f* O0 B) Q3 s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。
" D# U/ D6 h0 l8 {& s% F2 r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
12
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。
/ p$ f9 k" h. v# s$ z1 `) U; `Layout和光子晶格编辑器的特点：
! R' U& j! \- [5 _2 w4 G/ d4 T●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
$ p5 j2 ~; l& a( M- t6 S●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
●带有球形原子的菱形、立方体、BCC和FCC 3D晶格
( E7 M9 V6 o; G9 [) N) v●任意外形2D原子垂直剖面，比如：圆形的底部，锥形的壁
●任意定位单个或线缺陷
( _2 `$ o5 h+ M& h' h+ n: q●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
●随机原子的公差分析
; Z: O+ U4 n7 F7 N●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
0 V* h! q6 Y/ z  x9 {3 S3 M●使用层结构输出GDS-II格式文件，可以减小文件的大小
●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
2 O6 ?0 b2 u, y, ]4 {/ v●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
●多重撤消/再撤消
●用表达式和指定参数定义结构
●自动参数扫描
0 j( O% W+ I" _7 H( E4 l●连接元件，建立更复杂的约束系统
●脚本系统，自动建立复杂的结构
任意原子和晶格：
/ z* R# d) J0 B6 O  F" p( U2D晶格编辑器：设定任意晶格的矢量方向和晶格间距。
13
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。
5 j( n6 m4 m6 w! oFDTD引擎：
- u  G+ r% w; T) {$ m$ N' ]" h3 tCrystalWave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 j" z5 Q) s9 S. V9 Y. g7 V1 i特点：
2 @; q* J: P. r; Q●集成于CrystalWave框架中
5 q  r9 E# }  ~& s- r●支持2D和3D的模拟，可同时用于一个设计中
●快速的优化引擎
●支持多CPU处理
# T; q! ^) y+ V●支持Windows和Linux集群处理
2 |  C! `" {  \4 s4 l●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）
4 m9 r6 {( s' _1 T. S●支持64位操作系统
●特殊的技术，减少内存的使用
8 V2 W. Q5 O! Y, O5 |+ `# k2 P8 `●使用FIMMWAVE中全矢量模式求解器计算模式剖面
9 W! C1 y1 L+ f% F  ]14
4 J% Z/ B" {' Q& U. r●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
% Y8 q" ]7 [$ \# G! W* G* _●PML，金属，磁性的或周期边界
●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
●各向异性的材料、导磁率、非线性的
' G# X8 {1 z+ m5 f1 G' \$ _Y型连接器式光子晶体回路和弯曲仿真，使用FDTD引擎
3 k$ q+ o9 u8 t9 O8 b& R在3D FDTD中模拟Y连接器（嵌入式）的传输光谱（蓝线）
3 x5 N1 _+ p% X; }" M  T使用自动优化（Kallistos）设计，得到很高的传输效率和很宽的带宽
FEFD引擎：
  L  G; X! J, G' a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。