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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。 =ak7ldA=2 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。 -p#,5} 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。 MC=G "m:_ 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。 hG Apuy 《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。 E8/rZ~0O~ YL^Z4: p 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 YL5>V$i  .RRlUWu 目录 p#H]\P' 1.光源部分—引言 3 Gq]d:-7l 1.1垂直腔面发射激光器 3 bsO@2NP' 1.2高功率二极管激光器 7 }e=e",eAT 1.3量子点发射器 12 T{-2fp8r[ 1.3.1微米柱 12 d\Jji 6W 1.3.1.1旋转对称发射器 14 g"y?nF.&F 1.3.2微透镜 18 kX8=cL9G 1.3.2.1耦合至光纤 20 8B@JFpg^ 1.3.3二维模型 22 zk>h u<_ 2.光掩模 23
kfj% 2.1衰减相移掩模 24 &=-PRza%j 2.1.1降基法 26 !A[S6-18%- 2.2独立的接触孔 33 If.n(t[M9 2.3 EUV掩模 37 :t2B^})\ 2.4光学成像 42 fI11dE9&?[ 3.散射测量 43 R [9w 3.1硅通孔技术 43 zrx JN 4.椭偏仪 48 K}2Npo
FS 4.1 块状材料 48 H`D f 5.光伏发电 51 _pSIJ3O 5.1 薄膜太阳能电池 51 @}eNV~ROu 5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 R=35
7^[R 6.表面等离子体光学 60 ~t9Mh^gij 6.1孤立的狭缝和凹槽 61 2X_ >vIlEm 6.2等离子波导 66 ~hD{coVTI 6.3等离子纳米天线 69 @+dHF0aXd 6.3.1共振扩张 71 N5\{yV21", 7.光纤 72 lO&cCV; 7.1单模光纤 72 jYdV?B 7.2折射率渐变光纤 74 ]<X2AO1 7.3弯曲单模光纤 77 46dc.Yi 7.4光子晶体光纤 78 l;5`0N?QO 7.4.1空心光子晶体光纤 78 |#cAsf_{ 7.4.1.1核心模式过滤 80 AM?Ec1S
#a 7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 6z]`7`G 7.4.2多核光子晶体光纤 82 >a9l>9fyY 7.4.2.1减少计算域问题 84 r|bPR!0 8.光学手性 85 {_as!5l 8.1孤立散射体 85 6J;i,/ky 8.2四分之一波片 88 ;fx1!:;. 9.散射光学元件 90 f+^c@0que 9.1光栅 91 qvTJ>FILT 9.1.1线栅 92 O#PwRud$ 9.1.2闪耀光栅 95 =phiD&= 9.1.3方形晶胞 97 H PTHF 9.1.4六方晶胞 99 uWrFunh% 9.2孤立线栅 101 2H>aC
wfX 9.3光阑 104 {jhcZ"#>\ 9.4狭缝 106 Z~RdFC 9.5十字交叉结构 109 D1!
{S7 9.6 纳米球 110 1g81S_T
. 10.硅光子 117 FpC~1Nau 10.1脊形波导 117 r\bq[9dX> 10.2环形谐振腔 119 S[.5n] 10.3光子晶体谐振腔 124 Zx9.p Fc" 11.光子晶体 126 kc|>Q7~{ 11.1光子晶体谐振腔 126 _r7=&oL.Q 11.2光子晶体光纤 128 1!f2*m 11.3一维光子晶体 128 b.,$# D{p
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