前言
*wV iH 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。
0{-`Th+h 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。
{d^Q7A:` 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。
G4O,^ v;Q 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。
XO 0>t{G 《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。
{%=S+89l oDz*~{BHg 讯技光电科技(有限)公司
'G<}U343=8 2022年2月 上海
qe[ UHr { 目录
PP!l 1.光源部分—引言 3
jo<>H c{g> 1.1垂直腔面发射
激光器 3
tv TWZ` 1.2高功率二极管激光器 7
,c@r`
x 1.3量子点发射器 12
_t$lcOT 1.3.1微米柱 12
g iaD9$C 1.3.1.1旋转对称发射器 14
#! w:_T% 1.3.2微
透镜 18
=
vY] G5y 1.3.2.1耦合至光纤 20
sP9 ^ IP 1.3.3二维模型 22
~^^ !"- 2.光掩模 23
? F)_T 2.1衰减相移掩模 24
F# jCEq 2.1.1降基法 26
Q.r B\8ea 2.2独立的接触孔 33
uFG v%W 2.3 EUV掩模 37
N
=x]A C, 2.4光学成像 42
4Sg <r,G 3.散射测量 43
=]!8:I?C< 3.1硅通孔技术 43
v;K{|zUdB 4.椭偏仪 48
]&&I |K_ 4.1 块状材料 48
8dr0 DF$c 5.光伏发电 51
X
QI.0L" 5.1 薄膜
太阳能电池 51
|}M~ kJ) 5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59
p ^p'/$<6_ 6.表面等离子体光学 60
Coga-: 2vu 6.1孤立的狭缝和凹槽 61
2.^7?ok 6.2等离子波导 66
0\V\qAk 6.3等离子纳米天线 69
eA~J4k_ 6.3.1共振扩张 71
}UyzM y, 7.光纤 72
p#ZMABlE,P 7.1单模光纤 72
TvQWdX= 7.2折射率渐变光纤 74
Z|]l "W*w 7.3弯曲单模光纤 77
F;cI0kP=> 7.4光子晶体光纤 78
(nkUeQQN 7.4.1空心光子晶体光纤 78
!JT< (I2 7.4.1.1核心模式过滤 80
)fxo)GS 7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82
M /n[& 7.4.2多核光子晶体光纤 82
V->.| [J 7.4.2.1减少计算域问题 84
fG u5%T, 8.光学手性 85
/IGrp.} 8.1孤立散射体 85
6b- 8.2四分之一波片 88
DH}s1mNMP 9.散射光学元件 90
] +}:VaeA 9.1光栅 91
~| X99?P 9.1.1线栅 92
Z rmnQ 9.1.2闪耀光栅 95
# n U@hOfg 9.1.3方形晶胞 97
/AK*aRU^ 9.1.4六方晶胞 99
~*66 3pA 9.2孤立线栅 101
@qg0u#k5 9.3光阑 104
d/0/$Bz}P 9.4狭缝 106
d_4n0Kh0 9.5十字交叉结构 109
qg_>`Bv"a 9.6 纳米球 110
uf{Sx Ea 10.硅光子 117
5O;/ lX!u 10.1脊形波导 117
rC=p;BC@dD 10.2环形谐振腔 119
[+ %p!T 10.3光子晶体谐振腔 124
m
_t(rn~f6 11.光子晶体 126
Pur"9jHa4 11.1光子晶体谐振腔 126
S+` !%hJ 11.2光子晶体光纤 128
>i><s>=I` 11.3一维光子晶体 128
!nP8ysB 有兴趣可以扫码加微咨询
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