逍遙科技-實用案例|PhotoCAD實現任意光子晶體建模

  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，用戶只需根據腳本輸入光子晶體的行列數（周期數）、間隙以及基礎單元模型等參數，即可快速實現光子晶體的建模。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

  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即可實現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設置與晶格常數息息相關。

  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，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。