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《JCMsuite案例解析》 #PvB/ 3 前言 q =HHNjj8 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。 n#Dv2 E=6 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。 Zx }&c |Q 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。 "e3 [ "' 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。 Myat{OF 《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。 XhzGLYb~I`
gE/Tj$ 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 qr\ !*\9
目录 I &9S;I$
1.光源部分—引言 3 Wx'K p+9'
1.1垂直腔面发射激光器 3 @*N )i?>
1.2高功率二极管激光器 7 u),Qa=Wp
1.3量子点发射器 12 1x J
TWWj-
1.3.1微米柱 12 q} Z3?W
1.3.1.1旋转对称发射器 14 iL{M+Ic
1.3.2微透镜 18 NIr@R7MKd
1.3.2.1耦合至光纤 20 @xsP 5je]
1.3.3二维模型 22 -u!qrJ*Z
2.光掩模 23 OIHz I 2{
2.1衰减相移掩模 24 ~Aad9yyi
2.1.1降基法 26 {)f~#37
2.2独立的接触孔 33 Rr(* aC2P
2.3 EUV掩模 37 /T^ JS
2.4光学成像 42 r5&I?
0
3.散射测量 43 kyh_9K1
3.1硅通孔技术 43 Ax 3W 2 s
4.椭偏仪 48 xynw8;Y ,
4.1 块状材料 48 E{xVc;t
5.光伏发电 51 =bh*[ , -
5.1 薄膜太阳能电池 51 3b'tx!tFN
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 2 g*J
6.表面等离子体光学 60 Thy=yz;p
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 ^_I} x)i*@
6.2等离子波导 66 $h9='0Wi0'
6.3等离子纳米天线 69 wCs3:@UH
6.3.1共振扩张 71 j;yf8Nf
7.光纤 72 e)nimq
{6
7.1单模光纤 72 ){s*n=KIO
7.2折射率渐变光纤 74 M
x5`yT7
7.3弯曲单模光纤 77 ;P &y,:<m:
7.4光子晶体光纤 78 _,Fny_u=;
7.4.1空心光子晶体光纤 78 m4k
Bj*6c{
7.4.1.1核心模式过滤 80 HWns.[
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 <HWS:'1
7.4.2多核光子晶体光纤 82 S,fCV~Cio?
7.4.2.1减少计算域问题 84 $V G*q
8.光学手性 85 , iNv'
8.1孤立散射体 85 n6WY&1ZE~
8.2四分之一波片 88 |9xI_(+{kP
9.散射光学元件 90 ~ jU/<~s
9.1光栅 91 5OIc(YhYf
9.1.1线栅 92 mN `YuR~
9.1.2闪耀光栅 95 o 6 {\Zzp
9.1.3方形晶胞 97 +@9gkPQQ-@
9.1.4六方晶胞 99 Tj WE_Bq]g
9.2孤立线栅 101 @YvOoTyb
9.3光阑 104 } F6<w{|
9.4狭缝 106 hjZ}C +=O
9.5十字交叉结构 109 ]e:/"
9.6 纳米球 110 {
kSf{>Ia
10.硅光子 117 ( w (
10.1脊形波导 117 _R|Ify#J
10.2环形谐振腔 119 <mA'X V,
10.3光子晶体谐振腔 124 4 PL k
11.光子晶体 126 :6 J +%(f
11.1光子晶体谐振腔 126 EqiFy"H
11.2光子晶体光纤 128 snM Z0W
11.3一维光子晶体 128 )O+}T5c=
有兴趣可以扫码加微咨询 MfF~8
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