12/27/2023，光纖在線訊，作者：逍遙科技。光子晶體是一種由周期性結(jié)構(gòu)構(gòu)成的材料，能夠建立光子帶隙，從而實(shí)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?yún)��?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(chǔ)單元模型等參數(shù)，即可快速實(shí)現(xiàn)光子晶體的建模。這樣的設(shè)計(jì)讓用戶能夠更輕松地理解和操作光子晶體，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dú)特的光學(xué)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?qū)⒐鈭鼍钟蛟谀承┨囟▍^(qū)域。這些特性使得光子晶體在光量子計(jì)算機(jī)、傳感器、光學(xué)成像等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

2.光子晶體結(jié)構(gòu)的版圖實(shí)現(xiàn)
    光子晶體為周期結(jié)構(gòu)，基本單元也從傳統(tǒng)的單一規(guī)則結(jié)構(gòu)演變成多個基本結(jié)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)到?jīng)]有規(guī)律的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。教程提供的代碼從底層出發(fā)，支持用戶自定義周期結(jié)構(gòu)，在用戶定義的周期結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過幾個簡單參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)任意光子晶體鏈路的搭建。

      
      
         

3.實(shí)現(xiàn)案例展示
3.1 Valley photonic crystal waveguides 

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

    
圖3-2 版圖展示

      
      
      

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

     
圖3-3 論文結(jié)構(gòu)展示[2]

 
圖3-4 版圖展示

      
      
      

    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(shè)置與晶格常數(shù)息息相關(guān)。

4.參考文獻(xiàn)
[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(jié)論
    本教程介紹了利用PhotoCAD工具完成任意光子晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，并通過兩個案例展示了代碼的可重復(fù)特性以及工具的易用性。