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

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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
+ U+ `6 m: i" S: N●32位和64位版本
. C! i0 F$ ^: V  J, C4 l; t5 t9 }●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
●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
●Drude、Lorentz、Debye等材料色散模型，可以精确用于金属
  a) r! E6 o  ?3 Z' |7 `' G# u●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
! x" P) X7 ~  g; w; d  v●使用Kallistos自动优化
●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。
2 n: b6 J$ E* j% X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
  N  S6 g' \8 o12
/ u" x8 ?: u1 [- D2 O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。
6 d6 p! C9 F) w- F' u9 F$ yLayout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
/ i# s; M! B* F! @% b- @/ o, H6 a, g●带有球形原子的菱形、立方体、BCC和FCC 3D晶格
1 b3 g1 D6 T/ k9 n7 f0 g+ I●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
●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
●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
●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°
9 m# e5 \2 a' w3 Y+ k- E●在晶格中定义常规波导和锥形波导
' v0 `8 h( U+ H- Z. J' U- f●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
! q  V9 F' s$ `& W- K) ~●多重撤消/再撤消
" F; y" _" @' d  f4 w. c" E7 T●用表达式和指定参数定义结构
; [) s/ D6 t9 G0 `% g3 M, x. y' d6 V●自动参数扫描
●连接元件，建立更复杂的约束系统
: I, {3 v& e: d●脚本系统，自动建立复杂的结构
任意原子和晶格：
% k7 J) U/ B( j  X. k" c# ^- U2D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：
/ e) ~6 x; r9 ^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。
! L. M9 b! @/ M, B0 i特点：
1 y2 b; ]3 b" O  G4 ?  t( d& c: R●集成于CrystalWave框架中
●支持2D和3D的模拟，可同时用于一个设计中
. V* Z/ _0 M% K/ H8 I  t! f●快速的优化引擎
●支持多CPU处理
, Q% L0 @. W* E! q! H& {. P●支持Windows和Linux集群处理
3 p1 A! c4 {" Q- T+ T●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
●使用FIMMWAVE中全矢量模式求解器计算模式剖面
. O# G4 D6 p0 E2 I" v14
●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
8 T. i2 m% B9 d0 d0 f& _●PML，金属，磁性的或周期边界
3 |- L+ ?: h$ W/ a+ C  O●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
Y型连接器式光子晶体回路和弯曲仿真，使用FDTD引擎
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
# H- q4 p& K; q3 U( N% CFEFD引擎：
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。