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CrystalWave  光子晶體設計工具

Photon Design官網: www.photond.com/products/crystalwave.htm

●專業2D和3D光子晶格編輯器

●2D和3D FDTD引擎

●高速FEFD引擎

●32位和64位版本

●真正SMP,使用多核電腦進行FDTD快速計算

●FDTD集群,用於Windows和Linux系統

●唯一的有源FDTD,用於光子晶體雷射器模擬

●輕鬆創建晶格,編輯量多達10000

●使用PWE引擎計算能帶圖和Bloch模式

●Drude、Lorentz、Debye等材料色散模型,可以精確用於金屬

●FDTD傅裡葉分析輸出:每次運算都會生出光譜回應

●輸出GDS-II格式

●使用Kallistos自動優化

●約束系統

●自動腳本

 

 

 

什麼是CrystalWave

伴隨著光子晶體結構2D、3D晶格設計和模擬的發展,CrystalWave已經發展成熟。它包括晶格結構編輯器,強大的模擬工具和掩膜檔生成器。

可以採用一個常用的掩膜佈局工具指定光子晶體回路,這樣你會發現它會耗費幾個小時,同時修改也會花費幾個小時,而CrystalWave能夠節省幾個小時。例如,帶有500個洞和一條線的缺陷的晶格結構,僅僅需要四個簡單的操作。

光子晶體回路的典型結構是在SOI、GaAs/AlGaAs或其它基底上垂直蝕刻一

系列六角形晶格。在六邊形、矩形或其它規則晶格上,添加單個缺陷和線缺陷,或者添加單個不規則外形或其它特性的洞,CrystalWave使得這些操作變得很容易。

Layout和光子晶格編輯器的特點:

●六邊形、矩形或任意晶格外形,用戶可以指定晶格向量方向和晶格間距

●2D原子可以是圓形的、橢圓的、矩形的、規則或不規則的多邊形

●帶有球形原子的菱形、立方體、BCC和FCC 3D晶格

●任意外形2D原子垂直剖面,比如:圓形的底部,錐形的壁

●任意定位單個或線缺陷

●很容易改變原子群的外形,也可增加和編輯指定的原子

●任意物體的自由旋轉

●隨機原子的公差分析

●有效的編輯器設計:可以迅速編輯帶有上萬個原子的大型結構

●使用層結構輸出GDS-II格式檔,可以減小檔的大小

●晶體多樣化,比如:在某一區域,晶格向量為0°和60°,而在另一區域為5° 和65°

●在晶格中定義常規波導和錐形波導

●廣泛的多層蝕刻/再生系統,包括非垂直蝕刻和各向異性蝕刻

●多重撤銷/再撤銷

●用運算式和指定參數定義結構

●自動參數掃描

●連接元件,建立更複雜的約束系統

●腳本系統,自動建立複雜的結構

任意原子和晶格:

2D晶格編輯器:設定任意晶格的向量方向和晶格間距。2D原子編輯器:定義2D原子為一個不規則多邊形,指定原子壁厚度為0.1um的氧化層。

 

 

 

 

 

FDTD引擎:

CrystalWave框架中包含一個高效率FDTD(有限時域差分)引擎,類比光線傳播。它是針對光子晶體類比,充分利用晶格結構。因此它比單一的普通FDTD更有效。

 

特點:

●集成於CrystalWave框架中

●支持2D和3D的模擬,可同時用於一個設計中

●快速的優化引擎

●支援多CPU處理

●支援Windows和Linux集群處理

●特有的子網格工具,根據需要剖分網格,特別適用於等離子體模擬

●特有的有源FDTD(可選模組)

●支援64位元作業系統

●特殊的技術,減少記憶體的使用

●使用FIMMWAVE中全向量模式求解器計算模式剖面●多光源選擇:平面波、高斯光束、偶極子、波導模式,以及CW、脈衝或者用戶自訂時間包絡

●PML,金屬,磁性的或週期邊界

●材料資料庫,包括損耗、材料色散、金屬等;色散光譜適用於Drude, Debye 和Lorentz模型

●各向異性的材料、導磁率、非線性的

 

 

 

 

FEFD引擎:

頻域引擎(FEFD)是一個強大的全向量的2D麥克斯韋求解器,是FDTD的理想補充。在Photon Design中,僅需幾秒鐘就可以類比給定波長的結構。當結構具有很高或很低的Δn時,仍能很好的工作,而且是全方位的。包括快速創建模型和高諧振結構,後者在FDTD中晶格需要很長的類比時間。與Kallistos結合使用,以前需要優化幾個月的設計現在只要幾個小時。

 

特點:

●基於全新高效的數值方法

●快速的計算速度

●支援多CPU計算

●高Δn計算能力

●激勵源和探測器多元化

●基於可變系統的參數掃描

●其速度和低數位雜訊,使得自動優化非常理想

能帶結構分析器

週期晶格的能帶結構分析是光子晶體回路設計的出發點。本質上,它計算的是無限週期結構,這可能是大量的晶格,也可能是一個線缺陷。

大量靈活的設計介面,可以在第一個布裡淵區控制晶胞的大小,可以沿著一個指定的K點進行計算。

 

特點:

●PWE(平面波展開),基於頻域最好的計算引擎

●2D和3D模擬模式

●生成偏振的TE和TM w/k能帶圖

●很容易標出w/k能帶圖上任意一點的布拉格模式

●集成於CrystalWave框架中

●笛卡爾和非笛卡爾晶胞的簡單圖形說明

●支持在CrystalWave layout編輯器中定義的所有晶格:矩形的、六邊形的、正方形的、橢圓的,或任意外形的原子

●自動偵測能帶隙

●理想材料和有損耗材料

●計算有效折射率,群折射率和布拉格模式的散射

●能帶圖的自動掃描器,比如違背晶格週期或洞的大小

●利用對稱加速優化

 

 

 

 

KALLISTOS – 自動優化(可選項)

Kallistos 模組在CrystalWave設計組中增加了強大的自動優化功能。它會節省幾小時的設計階段,而且會得到通過手動反復試驗也無法得到的好的設計。

可以選擇3或4個參數來尋找全域最優化,或者選擇10個或者更多的參數來尋找局部最優化。

這個模組提供了許多最優化的運算方法,可以從局部和全域來選擇,也允許自訂設計目標(目標方程),包括使用多波長的最優化來進行寬波帶的設計。

這是一個視覺化和互動式工具,可以傳遞大量的資料,這樣可以更直觀的查看設計進程。

運行平臺

PC: XP/Vista/Win7, 2G RAM, Core2Duo 1GHz或更好的。

   
   
   
   
   
   
   
   

 


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