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前言 q F9z@a 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。 ^_dYE]t 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。
% W!C 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。 4c"x&x| 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。 <[9{Lg*D 《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。 [gK (x% q$>/~aVM 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 $2l<X KT-
目录 y_bb//IAG
1.光源部分—引言 3 i|zs
Li/
1.1垂直腔面发射激光器 3 # fvt: iE
1.2高功率二极管激光器 7 *`
}Rt
1.3量子点发射器 12 .<Y7,9;YEF
1.3.1微米柱 12 {Vy2uow0
1.3.1.1旋转对称发射器 14 Gt9(@USK
1.3.2微透镜 18 ~y@,d
1.3.2.1耦合至光纤 20 !? t#QD o
1.3.3二维模型 22 bDh, r!I
2.光掩模 23 e
C\;n
2.1衰减相移掩模 24 f=0U&~
2.1.1降基法 26 >s3H_X3F
2.2独立的接触孔 33 3f;W+^NY
2.3 EUV掩模 37 k@HV
wK'y
2.4光学成像 42 7A!E~/nSC
3.散射测量 43 rkw^ RW^
3.1硅通孔技术 43 ^HpUbZpat)
4.椭偏仪 48 {9(#X]'
4.1 块状材料 48 pwq a/Yi
5.光伏发电 51 G&P[n8Z$
5.1 薄膜太阳能电池 51 <5oG[1j
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 |etA2"r&
6.表面等离子体光学 60 ]w2nVC 3
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 //9M~qHa"
6.2等离子波导 66 <[7
b UB
6.3等离子纳米天线 69 4.?tP7UE
6.3.1共振扩张 71 i vy+e-)
7.光纤 72 ANuIPF4NxP
7.1单模光纤 72 $LxfdSa
7.2折射率渐变光纤 74 qo2/? ]
7.3弯曲单模光纤 77 ~zEBJgeyh
7.4光子晶体光纤 78 QFn .<@
7.4.1空心光子晶体光纤 78 .c#G0t<i[
7.4.1.1核心模式过滤 80 XE/K|o^Hp
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 }= )
7.4.2多核光子晶体光纤 82 LE nm6
7.4.2.1减少计算域问题 84 pDW4DF:`(
8.光学手性 85 ,MH9e!
8.1孤立散射体 85 6pyLb3[e
8.2四分之一波片 88 !3]}3jZ.
9.散射光学元件 90 |7
.WP; 1
9.1光栅 91 ~0S_S +e
9.1.1线栅 92 GwH p@_ >
9.1.2闪耀光栅 95 0FL PZaRP
9.1.3方形晶胞 97 ^SdorPOq&
9.1.4六方晶胞 99 lO?d I=}]
9.2孤立线栅 101 r!DUsE
9.3光阑 104 2(5H PRQ
9.4狭缝 106 ;xp^F KP
9.5十字交叉结构 109 J<[Hw g
9.6 纳米球 110 Tnw0S8M
10.硅光子 117
Iu<RwB[#Q
10.1脊形波导 117 %<4 ZU!2 L
10.2环形谐振腔 119 37j-FLbW
10.3光子晶体谐振腔 124 _*(n2'2B
11.光子晶体 126 >5,nB <
11.1光子晶体谐振腔 126 :i;iSrKy
11.2光子晶体光纤 128 q-3,p .
11.3一维光子晶体 128 ^Q)&lxlxpx
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