前言
l3Xfc2~ 2 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。
3@kf@ Vf 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。
a =J^ 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。
ff]6aR/
UQ 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。
Z InpMp 《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。
T1 ut"Zu &v56#lG 讯技光电科技(有限)公司
}tRm] w 2022年2月 上海
R w"sJ) / eWCb 73 目录
um jt]Gu[ 1.光源部分—引言 3
T. }1/S"m 1.1垂直腔面发射
激光器 3
WffQ :L? 1.2高功率二极管激光器 7
?^7t'`z k 1.3量子点发射器 12
3k \#CiB{ 1.3.1微米柱 12
m4**~xfC 1.3.1.1旋转对称发射器 14
z6U\axO6 1.3.2微
透镜 18
R cAwrsd 1.3.2.1耦合至光纤 20
hpH r\g 1.3.3二维模型 22
C_(
*>!Z% 2.光掩模 23
o*b] p- 2.1衰减相移掩模 24
b,5~b&<h 2.1.1降基法 26
VU#`oJ:{ 2.2独立的接触孔 33
{>}!+k
-` 2.3 EUV掩模 37
P Y_u/<u 2.4光学成像 42
lG9bLiFY 3.散射测量 43
U vJ}b 3.1硅通孔技术 43
B\=L3eL<D 4.椭偏仪 48
)mg:_K 4.1 块状材料 48
@D .}\( 5.光伏发电 51
u __9Z:+ 5.1 薄膜
太阳能电池 51
+O" !qAiK 5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59
wVX[)E\J 6.表面等离子体光学 60
$ZUdT 6.1孤立的狭缝和凹槽 61
n3T>QgK 6.2等离子波导 66
Pj[PIz 6.3等离子纳米天线 69
]}Mj)J" m 6.3.1共振扩张 71
aEFJ;n7m 7.光纤 72
~d
o9;8v 7.1单模光纤 72
j:^#rFD4? 7.2折射率渐变光纤 74
~xbe~$$Q@ 7.3弯曲单模光纤 77
|!1Y*|Q%s 7.4光子晶体光纤 78
+ @A 7.4.1空心光子晶体光纤 78
J & o |QG 7.4.1.1核心模式过滤 80
)s)I2 Z+ 7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82
5/q}`T9i%7 7.4.2多核光子晶体光纤 82
aB*Bz]5;E 7.4.2.1减少计算域问题 84
w ~.f 8.光学手性 85
>Y&N8PHD 8.1孤立散射体 85
u9:`4b 8.2四分之一波片 88
s6ZuM/Q 9.散射光学元件 90
Z_PNI#h* 9.1光栅 91
iMt:9|yF}8 9.1.1线栅 92
~< P
0]ju 9.1.2闪耀光栅 95
?RX3MUN 9.1.3方形晶胞 97
z(o,m3@v 9.1.4六方晶胞 99
~ {?_p@&n 9.2孤立线栅 101
"HX<,l8f% 9.3光阑 104
,368d9,rDz 9.4狭缝 106
g-qP;vy@"q 9.5十字交叉结构 109
/;{P}-H`ei 9.6 纳米球 110
Q0$8j-1I 10.硅光子 117
< i<J^-W 10.1脊形波导 117
?J' Y& 10.2环形谐振腔 119
'z
); 10.3光子晶体谐振腔 124
uzXCIv@ 11.光子晶体 126
rI{=WPI&WU 11.1光子晶体谐振腔 126
K*\' .~[6 11.2光子晶体光纤 128
*RT>`,t/ 11.3一维光子晶体 128
o-;E>N7t 有兴趣可以扫码加微咨询
m%rd0=}57 liEPCWl& 
