逍遙科技-實用案例|PhotoCAD實現(xiàn)任意光子晶體建模

  ICC訊 光子晶體是一種由周期性結構構成的材料，能夠建立光子帶隙，從而實現(xiàn)光子的操縱。為了讓用戶更方便地使用PhotoCAD搭建光子晶體鏈路模型，我們提供了本教程。通過簡化輸入參數(shù)，用戶只需根據(jù)腳本輸入光子晶體的行列數(shù)（周期數(shù)）、間隙以及基礎單元模型等參數(shù)，即可快速實現(xiàn)光子晶體的建模。這樣的設計讓用戶能夠更輕松地理解和操作光子晶體，為相關領域的研究和應用提供了便利。

  1.光子晶體簡介

  光子晶體是一種具有周期性結構的人工材料，能夠控制光傳播的方向和速度。這種材料具有許多獨特的光學特性，如光子帶隙和光子局域化等。光子帶隙是指光子晶體能夠阻止特定頻率的光通過，而光子局域化則是光子晶體能夠將光場局域在某些特定區(qū)域。這些特性使得光子晶體在光量子計算機、傳感器、光學成像等領域都有廣泛的應用前景。

  2.光子晶體結構的版圖實現(xiàn)

  光子晶體為周期結構，基本單元也從傳統(tǒng)的單一規(guī)則結構演變成多個基本結構組合的結構到沒有規(guī)律的拓撲結構。教程提供的代碼從底層出發(fā)，支持用戶自定義周期結構，在用戶定義的周期結構的基礎上通過幾個簡單參數(shù)即可實現(xiàn)任意光子晶體鏈路的搭建。

（因篇幅有限以及格式限制，請前往“逍遙設計自動化”微信公眾號查看相關具體代碼）

  3.實現(xiàn)案例展示

  3.1 Valley photonic crystal waveguides

圖3-1Valley photonic crystal waveguides的展示[1]

圖3-2版圖展示

  代碼展示：

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  3.2 A silicon-on-insulator slab for topological valley transport

圖3-3論文結構展示[2]

圖3-4版圖展示

  代碼展示：

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  需要注意的是，版圖展示中的尺寸與論文并不一致，論文中的光子晶體參數(shù)設置與晶格常數(shù)息息相關。

  4.參考文獻

  [1]T. Yamaguchi, H. Yoshimi, M. Seki, M. Ohtsuka, N. Yokoyama, Y. Ota, M. Okano, and S. Iwamoto, “Valley photonic crystal waveguides fabricated with CMOS-compatible process”,  Jpn. J. Appl. Phys. 62, 082002 (2023)

  [2]He, XT., Liang, ET., Yuan, JJ. et al. A silicon-on-insulator slab for topological valley transport. Nat Commun 10, 872 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08881-z

  5.結論

  本教程介紹了利用PhotoCAD工具完成任意光子晶體結構的實現(xiàn)，并通過兩個案例展示了代碼的可重復特性以及工具的易用性。