《JCMsuite案例解析》

5Ly Wg2   前言 <<Q}|$Wu   微纳光学是当前光学学科发展最活跃的前沿之一，结合了光子学与纳米技术的前沿成果，主要优点是能在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新的功能，成为21世纪不可或缺的关键科学和技术。微纳光学不仅是光学领域的前沿研究方向之一，也是目前新型光电子产业的重要发展方向，在光通信、光互联、光存储、传感成像、传感测量、显示、固体照明、生物医学、安全、绿色能源等领域起到不可替代的作用。在这些广泛的应用领域可以使用JCMsuite进行模拟分析与设计，大大降低时间成本和物料成本。 60#eTo?}o   JCMsuite是基于有限元方法(FEM)的一款纳米光学软件包。使用有限元方法(FEM)计算复杂纳米光学系统中电磁场分布，为解决科学和技术挑战提供了一种通用、严格且非常快速的方法。JCMsuite可以解决时谐麦克斯韦方程组的光散射问题、波导设计问题和光学共振问题，以及线性弹性问题、热传导问题以及这些类型的任何耦合问题。 HZ[ .,DuW   通过JCMsuite，用户可以定义各种材料特性，例如复杂和各向异性的材料的介电常数和磁导率张量、分散特性、导热率和刚度。软件依赖基于残差的误差估计，自动选择各种数值设置，例如有限元度和PML(完全匹配层)设置。同时也特别关注光学上所有必要的后期处理和有效计算，例如傅立叶变换、远场、能量通量、重叠积分、光学成像、共振扩展和赛尔因子。 {fI"p;|   本书详细介绍了JCMsuite各个应用领域的实操案例。本书共十一章，分别介绍了不同应用领域的案例介绍，包含激光、掩模、散射测量、椭偏仪、光伏发电、表面等离子体、光纤、光学手性、衍射光学元件以及光子晶体。每个案例都涵盖了建模流程，从材料定义、布局定义、光源定义到项目定义整个过程，旨在帮助JCMsuite初学者通过案例快速学会软件。本书主要参考JCMwave公司发布的案例翻译整理而成。 Pk{%2\%&2   《JCMsuite案例指导书籍》，是由上海讯技光电工程部成员翻译整理而来，译者希望本书能对JCMsuite的使用者有所帮助，通过学习后能较好的掌握JCMsuite软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处，敬请同行读者批评和指正。 bV&" jjEx   讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 z(n Ba]^[F   [T(`+ #f   `{1~]?-&   目录 t`")Re_j   1.光源部分—引言 3 <lgX=wx L   1.1垂直腔面发射激光器 3 `kYcT Fk   1.2高功率二极管激光器 7 #SX-Y)> 1@   1.3量子点发射器 12 :pdl2#5H^   1.3.1微米柱 12 U[ {vA6   1.3.1.1旋转对称发射器 14 /@?lV!QiO   1.3.2微透镜 18 >zo_}A!   1.3.2.1耦合至光纤 20 )Ah7   1.3.3二维模型 22 uqvS   2.光掩模 23 *t300`x    2.1衰减相移掩模 24 a];1)zVA6   2.1.1降基法 26 O?t49=uB}   2.2独立的接触孔 33 %W^Zob   2.3 EUV掩模 37 7d^ ~.F   2.4光学成像 42 C@3UsD\s(   3.散射测量 43 im@QJ:   3.1硅通孔技术 43 "i,ZG$S#E   4.椭偏仪 48 8 .t3`FGH   4.1 块状材料 48 tz9"#=}0   5.光伏发电 51 V-9\@'gc   5.1 薄膜太阳能电池 51 DJb9] ,=a   5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 $DW__h   6.表面等离子体光学 60 #~ZaN;u   6.1孤立的狭缝和凹槽 61 WO Q>]Z   6.2等离子波导 66  }=d}q *   6.3等离子纳米天线 69 6[,7g&C   6.3.1共振扩张 71 3qkPe_<I   7.光纤 72 p$}/~5b}4   7.1单模光纤 72 Xc$Zkfmms   7.2折射率渐变光纤 74 ^/I.? :+   7.3弯曲单模光纤 77 iu.Jp92   7.4光子晶体光纤 78 { dYz|O<   7.4.1空心光子晶体光纤 78 I2 WWhsNC   7.4.1.1核心模式过滤 80 q[(1zG%NbA   7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 <k 'zz:[c!   7.4.2多核光子晶体光纤 82 / 5/mx   7.4.2.1减少计算域问题 84 {f\{{JJ]   8.光学手性 85 T037|k a{   8.1孤立散射体 85 S3s6   8.2四分之一波片 88 w:ASB>,!   9.散射光学元件 90 DWS#q|j`"   9.1光栅 91 =fJ /6   9.1.1线栅 92 W5/|.}   9.1.2闪耀光栅 95 (}rBnD   9.1.3方形晶胞 97 Fj46~#ZZ   9.1.4六方晶胞 99 6mqp`x`   9.2孤立线栅 101 ECk3Da   9.3光阑 104 \U<d)j/   9.4狭缝 106 bg5i+a,?   9.5十字交叉结构 109 tn;{r   9.6 纳米球 110 &Im-@rV!   10.硅光子 117 3WM*4    10.1脊形波导 117 NA$%Up   10.2环形谐振腔 119 ^kke   10.3光子晶体谐振腔 124 \Hw*q|   11.光子晶体 126 p6&<eMwFA   11.1光子晶体谐振腔 126 OC)=KV@KE   11.2光子晶体光纤 128 ' e %>Ip   11.3一维光子晶体 128

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