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    [技术]《JCMsuite案例解析》 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-11-28
    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。 'Vq_/g!?1  
    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。 xQ4 5B` $  
    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。  ;LEO+,6  
    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。 <^>O<P:v  
    《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。 C3 >X1nU  
    40,u(4.m*  
    讯技光电科技(有限)公司
    2022年2月 上海 a{*r^m'N  
    CqHCJ '  
    目录 trD-qi  
    1.光源部分—引言 3 S9BwCKH  
    1.1垂直腔面发射激光器 3 ]M%kt+u!  
    1.2高功率二极管激光器 7 TY,5]*86I&  
    1.3量子点发射器 12 O#Y;s;)i"  
    1.3.1微米柱 12 u.W}{-+kp  
    1.3.1.1旋转对称发射器 14 9w\ yWxl  
    1.3.2微透镜 18 b5WtL+Z  
    1.3.2.1耦合至光纤 20 J*HZ=6L  
    1.3.3二维模型 22 vX|i5P0)8  
    2.光掩模 23 K??(>0Qr}r  
    2.1衰减相移掩模 24 $&IF#uDf  
    2.1.1降基法 26 'u"r^o?  
    2.2独立的接触孔 33 es]S]}JV  
    2.3 EUV掩模 37 O#[+= ^  
    2.4光学成像 42 ` s [77V>  
    3.散射测量 43 ]M2<b:yo  
    3.1硅通孔技术 43 YT:])[gVV  
    4.椭偏仪 48 xF|P6GXg  
    4.1 块状材料 48 J* V@huF  
    5.光伏发电 51 _19x`J3  
    5.1 薄膜太阳能电池 51 dC&{zNG  
    5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 ~+ _|J"\  
    6.表面等离子体光学 60 Iu(j"b#  
    6.1孤立的狭缝和凹槽 61 79}voDFd  
    6.2等离子波导 66 E1'| ;}/  
    6.3等离子纳米天线 69 7,vvL8\NHu  
    6.3.1共振扩张 71 Wk3R6 V  
    7.光纤 72 "^?|=sQ  
    7.1单模光纤 72 A\Ax5eeL  
    7.2折射率渐变光纤 74 m3o+iYkMD  
    7.3弯曲单模光纤 77 s^O>PEX&<I  
    7.4光子晶体光纤 78 ]<y _ =>  
    7.4.1空心光子晶体光纤 78 f( =3'wQ  
    7.4.1.1核心模式过滤 80 kl4u]MyL#  
    7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 snU $Na3  
    7.4.2多核光子晶体光纤 82 2Mqac:L  
    7.4.2.1减少计算域问题 84 T2Duz,  
    8.光学手性 85 8M9LY9C  
    8.1孤立散射体 85 . Y@)3  
    8.2四分之一波片 88 `8 Q3=^)3  
    9.散射光学元件 90 |n9q 4*dN  
    9.1光栅 91 PH,MZ"Z%  
    9.1.1线栅 92 /%O+]#$`0  
    9.1.2闪耀光栅 95 \TchRSe  
    9.1.3方形晶胞 97 F|Y}X|x8Q  
    9.1.4六方晶胞 99 u+ wKs`   
    9.2孤立线栅 101 D)0pm?*5A  
    9.3光阑 104 :i{$p00 G  
    9.4狭缝 106 |q0MM^%"  
    9.5十字交叉结构 109 Ojea~Y]Sr  
    9.6 纳米球 110 }Z^r<-N  
    10.硅光子 117 M mihWD02  
    10.1脊形波导 117 P1 \:hh  
    10.2环形谐振腔 119 /Q|guJx  
    10.3光子晶体谐振腔 124 ?U}Ml]0~  
    11.光子晶体 126 I @sXmC2$\  
    11.1光子晶体谐振腔 126 QtF'x<cB  
    11.2光子晶体光纤 128 6LVJ*sjSy  
    11.3一维光子晶体 128     <OYy ;s  
     
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