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前言 ?N^1v&Q 微纳光学是当前光学学科发展最活跃的前沿之一，结合了光子学与纳米技术的前沿成果，主要优点是能在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新的功能，成为21世纪不可或缺的关键科学和技术。微纳光学不仅是光学领域的前沿研究方向之一，也是目前新型光电子产业的重要发展方向，在光通信、光互联、光存储、传感成像、传感测量、显示、固体照明、生物医学、安全、绿色能源等领域起到不可替代的作用。在这些广泛的应用领域可以使用JCMsuite进行模拟分析与设计，大大降低时间成本和物料成本。 S$ff TdRz JCMsuite是基于有限元方法(FEM)的一款纳米光学软件包。使用有限元方法(FEM)计算复杂纳米光学系统中电磁场分布，为解决科学和技术挑战提供了一种通用、严格且非常快速的方法。JCMsuite可以解决时谐麦克斯韦方程组的光散射问题、波导设计问题和光学共振问题，以及线性弹性问题、热传导问题以及这些类型的任何耦合问题。 1mD)G55Ep 通过JCMsuite，用户可以定义各种材料特性，例如复杂和各向异性的材料的介电常数和磁导率张量、分散特性、导热率和刚度。软件依赖基于残差的误差估计，自动选择各种数值设置，例如有限元度和PML(完全匹配层)设置。同时也特别关注光学上所有必要的后期处理和有效计算，例如傅立叶变换、远场、能量通量、重叠积分、光学成像、共振扩展和赛尔因子。 5th?m> 本书详细介绍了JCMsuite各个应用领域的实操案例。本书共十一章，分别介绍了不同应用领域的案例介绍，包含激光、掩模、散射测量、椭偏仪、光伏发电、表面等离子体、光纤、光学手性、衍射光学元件以及光子晶体。每个案例都涵盖了建模流程，从材料定义、布局定义、光源定义到项目定义整个过程，旨在帮助JCMsuite初学者通过案例快速学会软件。本书主要参考JCMwave公司发布的案例翻译整理而成。 $,P:B%] 《JCMsuite案例指导书籍》，是由上海讯技光电工程部成员翻译整理而来，译者希望本书能对JCMsuite的使用者有所帮助，通过学习后能较好的掌握JCMsuite软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处，敬请同行读者批评和指正。 .$@+ / @4 Y_K W9T_ 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 eR0$CTSw
目录 P V:J>!]
1.光源部分—引言 3 WdH/^QvTP
1.1垂直腔面发射激光器 3 `Qjs {H
1.2高功率二极管激光器 7 stUUez>
1.3量子点发射器 12 @{W" mc+
1.3.1微米柱 12 [Q+k2J_h
1.3.1.1旋转对称发射器 14 YS_3Cq
1.3.2微透镜 18 hH HQmK<r
1.3.2.1耦合至光纤 20 xv&h>GOg
1.3.3二维模型 22 L& s$&E%
2.光掩模 23 z0OxJ e
2.1衰减相移掩模 24 yM~bU mSg
2.1.1降基法 26 MqJ5 |C.q
2.2独立的接触孔 33 T7%!JBg@
2.3 EUV掩模 37 LT"H -fTgs
2.4光学成像 42 ^GyZycch
3.散射测量 43 $xWUzg1<U
3.1硅通孔技术 43 z_N";Rn
4.椭偏仪 48 2?SbkU/3|P
4.1 块状材料 48 Z"RgqNf
5.光伏发电 51 fjOq@thD
5.1 薄膜太阳能电池 51 =J4|"z:
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 le]~Cy0
6.表面等离子体光学 60 SiUu**zC
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 k%FA:ms|k
6.2等离子波导 66 *mV g_Kl
6.3等离子纳米天线 69 H>A6V Du
6.3.1共振扩张 71 4( 8tr D6
7.光纤 72 px "H
7.1单模光纤 72 x P!QV~$>
7.2折射率渐变光纤 74 S> r",S
7.3弯曲单模光纤 77 a]T&-#c,}
7.4光子晶体光纤 78 -rn6ZSD)
7.4.1空心光子晶体光纤 78 |?s sHW
7.4.1.1核心模式过滤 80 ? *%_:fB
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 bi^?SH\
7.4.2多核光子晶体光纤 82 w7o`B R
7.4.2.1减少计算域问题 84 ,T`,OZm
8.光学手性 85 g (WP
8.1孤立散射体 85 #,u|*O:
8.2四分之一波片 88 [ r8 ZAS
9.散射光学元件 90 @1Q-.54a
9.1光栅 91 . z.4E:Iq
9.1.1线栅 92 msM1K1er
9.1.2闪耀光栅 95 9&5<ZC -D
9.1.3方形晶胞 97 f+Sb> $
9.1.4六方晶胞 99 }&t>j[
9.2孤立线栅 101 UhpJG O
9.3光阑 104 ?UZt3 0|1
9.4狭缝 106 qQi\/~Y[:
9.5十字交叉结构 109 hg(<>_~
9.6 纳米球 110 Vh;zV Y
10.硅光子 117 weSq |f
10.1脊形波导 117 b.@a ,:"
10.2环形谐振腔 119 D**GC
10.3光子晶体谐振腔 124 Q CF'/G
11.光子晶体 126 8.#{J&h
11.1光子晶体谐振腔 126 *B"Y]6$
11.2光子晶体光纤 128 M[g L7-%w\
11.3一维光子晶体 128 1(Ta*"(0Ip
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0pI
O,%,dtD[a
12KC4,C&1i
0(D^NtB7
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