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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。 {
'mY>s 7 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。 wP *a>a 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。 ~}9H<K3V 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。 l\l]9Z6% 《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。 LRlk9:QD> T!eh ?^E 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 q8yJW-GA
目录 \(7# N<-
1.光源部分—引言 3 O%h
97^ %k
1.1垂直腔面发射激光器 3 cLk+( dn
1.2高功率二极管激光器 7 3<Y;mA=hw
1.3量子点发射器 12 lNnbd?D8
1.3.1微米柱 12 E$z q8-p|
1.3.1.1旋转对称发射器 14 */h 9 "B
1.3.2微透镜 18 )RKhEm%Vr2
1.3.2.1耦合至光纤 20 J+*Y)k
1.3.3二维模型 22 HC, 0" W
2.光掩模 23 {qdhp_~^l
2.1衰减相移掩模 24 Vy"^]5
2.1.1降基法 26 xM"XNT6b
2.2独立的接触孔 33 kFs kn55
2.3 EUV掩模 37 dM;WG;8e
2.4光学成像 42 JM4`k 8mM
3.散射测量 43 z_0 lMX`
3.1硅通孔技术 43 @z?.P;f 9#
4.椭偏仪 48 h p %Pg &
4.1 块状材料 48 ~G^doj3|+
5.光伏发电 51 ${:$jX [
5.1 薄膜太阳能电池 51 >knR>96
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 * bC^X'
6.表面等离子体光学 60 yX Q;LQ;
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 B{i;+[ase
6.2等离子波导 66 w!k4&Rb3
6.3等离子纳米天线 69 5'[X&r %#
6.3.1共振扩张 71 J]YN2{(x
7.光纤 72 2gI_*fG1
7.1单模光纤 72 C3h!?5
7.2折射率渐变光纤 74 Qy,qQA/
7.3弯曲单模光纤 77 VNot4 62L
7.4光子晶体光纤 78 H%gD [!^
7.4.1空心光子晶体光纤 78 s3%8W==rBW
7.4.1.1核心模式过滤 80 `lOoT
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 V zx(J)
7.4.2多核光子晶体光纤 82 b- /x
7.4.2.1减少计算域问题 84 6spk* 8e
8.光学手性 85 jmNj#R@t
8.1孤立散射体 85 7 a npz%
8.2四分之一波片 88 K1WoIv<Ym
9.散射光学元件 90 ;;H:$lx
9.1光栅 91 &R t]K
9.1.1线栅 92 ]>i0;R ME
9.1.2闪耀光栅 95 }iloX#
9.1.3方形晶胞 97 U2?gODh '
9.1.4六方晶胞 99 muq|^Hfb
9.2孤立线栅 101 oU5mrS.7M!
9.3光阑 104 Ox'.sq4
9.4狭缝 106 N!~NQ-Re'
9.5十字交叉结构 109 1/BMs0 =
9.6 纳米球 110 \Y 4Z Q"0Q
10.硅光子 117 ]V("^.~$+C
10.1脊形波导 117 m?`Rl6!@8\
10.2环形谐振腔 119 8{<c qYCR
10.3光子晶体谐振腔 124 &3?yg61Ag
11.光子晶体 126 =^M t#h."
11.1光子晶体谐振腔 126 JOq<lb=
11.2光子晶体光纤 128 4!qDG+m
11.3一维光子晶体 128 dG$0d_Pq
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