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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。 BG+i tyH 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。 6e%@uB}$ 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。 jY FJk&c 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。 /{\ /e"5 《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。 ]7O<|8n!d UowvkVa 讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 motK}G
目录 eF,F <IJT{
1.光源部分—引言 3 N) H "'#-
1.1垂直腔面发射激光器 3 IWQ0I&tzdx
1.2高功率二极管激光器 7 wSN 9`"
1.3量子点发射器 12 cm(*F 0<
1.3.1微米柱 12 Lwr's'ao.
1.3.1.1旋转对称发射器 14
u]P|
1.3.2微透镜 18 l1)~WqhE}
1.3.2.1耦合至光纤 20 mb1mlsE
1.3.3二维模型 22 At'CT5=
2.光掩模 23 iT>u&0B-
2.1衰减相移掩模 24 x
b"z%.j
2.1.1降基法 26 0O9b
7F
2.2独立的接触孔 33 ^#H a H
2.3 EUV掩模 37 !6 KX^j-
2.4光学成像 42 *siX: ?l
3.散射测量 43 |O{N_-];.
3.1硅通孔技术 43 2R[v*i^S
4.椭偏仪 48 }a7d(7
4.1 块状材料 48 R2,9%!iiX
5.光伏发电 51 Mu\V3`j
5.1 薄膜太阳能电池 51 Mg;pN K\n
5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 S6<o?X9,I
6.表面等离子体光学 60 u >*a@3$f
6.1孤立的狭缝和凹槽 61 5/=$p:E>
6.2等离子波导 66 ^ kKL i
6.3等离子纳米天线 69 >)kKP8l7
6.3.1共振扩张 71 b^/u9
7.光纤 72 }r: "X<`
7.1单模光纤 72 Kh]es,$D
7.2折射率渐变光纤 74 f%]@e9dD
7.3弯曲单模光纤 77 /5NWV#-
7.4光子晶体光纤 78 kL'4m
7.4.1空心光子晶体光纤 78 OrkcY39"~a
7.4.1.1核心模式过滤 80 C- YYG
7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 q" VmuQ
7.4.2多核光子晶体光纤 82 o? baiO kH
7.4.2.1减少计算域问题 84 D!`[fjs6A
8.光学手性 85 TGJz[Ny
8.1孤立散射体 85 T|~5dZL
8.2四分之一波片 88 mdc?~?? 8
9.散射光学元件 90 -H6 0 T,o
9.1光栅 91 o?a2wY^_
9.1.1线栅 92 T<uX[BO-a
9.1.2闪耀光栅 95 `oxBIn*BD
9.1.3方形晶胞 97 ? NoNg^ Of
9.1.4六方晶胞 99 IVxJN(N^
9.2孤立线栅 101 =[n !3M+X
9.3光阑 104 >!fTWdD^
9.4狭缝 106 Z\0wQ ;}
9.5十字交叉结构 109 !zK"y[V
9.6 纳米球 110 4rhHvp
10.硅光子 117 (Aw@}!
10.1脊形波导 117 nAQ[
-NbW,
10.2环形谐振腔 119 #66i! }
10.3光子晶体谐振腔 124 #?Ix6 {R
11.光子晶体 126 Y~Uf2(7b5
11.1光子晶体谐振腔 126 p W[TufTa
11.2光子晶体光纤 128 T>'w]wi
11.3一维光子晶体 128 N1Y
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