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前言 R ;A8y 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。 2P@6Qe
? 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。 ,mi7WW9 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。 gn~ ^Ajo 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。 *HGhm04F{ 《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。 aE3eYl9u /0fsn_ 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 uW#s;1H.)
目录 wxPl[)E
1.光源部分—引言 3 8d Fqwpw8
1.1垂直腔面发射激光器 3 \QF0(*!!
1.2高功率二极管激光器 7 a'Zw^g
1.3量子点发射器 12 +s;Vfc$b]H
1.3.1微米柱 12 l`:u5\ rM
1.3.1.1旋转对称发射器 14 $G }9iV7
1.3.2微透镜 18 @)[8m8paV
1.3.2.1耦合至光纤 20 % a.T@ E
1.3.3二维模型 22 8JF<SQ
2.光掩模 23 f/IQ2yT-:D
2.1衰减相移掩模 24 JEWc{)4QD
2.1.1降基法 26 R2C~.d_TDu
2.2独立的接触孔 33 >#l: ]T
2.3 EUV掩模 37 .\ya
2.4光学成像 42 3^fwDt}
3.散射测量 43 CQa8I2VF
(
3.1硅通孔技术 43 j;z7T;!i
4.椭偏仪 48 7gB?rJHV,
4.1 块状材料 48
dtfOFag4_
5.光伏发电 51 I^u ~r.
5.1 薄膜太阳能电池 51 -vY5h%7kf
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 &=n/h5e0t&
6.表面等离子体光学 60 ;bg]H >$U7
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 +,$pcf<[V
6.2等离子波导 66 p9u'nDi
6.3等离子纳米天线 69 c?}G;$
6.3.1共振扩张 71 zb"4_L@m2
7.光纤 72 G%>[7 ] H
7.1单模光纤 72 }' Y)"8AIA
7.2折射率渐变光纤 74 !.t D.(XP
7.3弯曲单模光纤 77 TBO g.y]
7.4光子晶体光纤 78 "$o>_+U
7.4.1空心光子晶体光纤 78 w4}Q6_0v
7.4.1.1核心模式过滤 80 mf{M- (6'
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 JsuI& v
7.4.2多核光子晶体光纤 82 } mIN)o
7.4.2.1减少计算域问题 84 M e ep
8.光学手性 85 >$- YNZA
8.1孤立散射体 85 *x]*%
8.2四分之一波片 88 qq<T~^
9.散射光学元件 90 Ml{
]{ n
9.1光栅 91 oaPWe M+
9.1.1线栅 92 YwF&-~mp7n
9.1.2闪耀光栅 95 19y,O0# _
9.1.3方形晶胞 97 P2aFn=f
9.1.4六方晶胞 99 Cj`~ntMN
9.2孤立线栅 101 G}+@C]
9.3光阑 104 v@q&B|0
9.4狭缝 106 1j op;{,^
9.5十字交叉结构 109 [XDV-6KCE.
9.6 纳米球 110 \-[bU6\A\
10.硅光子 117 YaC[S^p
10.1脊形波导 117
_(8#
10.2环形谐振腔 119 "M[&4'OM
10.3光子晶体谐振腔 124 t^zE^:06
11.光子晶体 126 W SxoGly
11.1光子晶体谐振腔 126 \#VWZ\M8a
11.2光子晶体光纤 128 Qox /abC
h
11.3一维光子晶体 128 &QW&K
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