前言
6<rc]T'| 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。
;E*^AW 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。
YJrK oK} 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。
<XCH{Te1 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。
5'+g'9 《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。
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7X i,;Q 讯技光电科技(有限)公司
?em )om 2022年2月 上海
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f<s? bgYM 目录
Y$oBsg\v 1.光源部分—引言 3
"]zq<LmX 1.1垂直腔面发射
激光器 3
2R<1^ 1.2高功率二极管激光器 7
iDHmS6_c 1.3量子点发射器 12
[>C^ 0\Z~ 1.3.1微米柱 12
HV>|f'45 1.3.1.1旋转对称发射器 14
U?xl%qF`) 1.3.2微
透镜 18
pSV
8! 1.3.2.1耦合至光纤 20
kIXLB!L2b^ 1.3.3二维模型 22
^9cqT2:t 2.光掩模 23
DU}q4u@) 2.1衰减相移掩模 24
L d# 2.1.1降基法 26
q' _ 2.2独立的接触孔 33
!ZSC" 2.3 EUV掩模 37
mUnnk`v 2.4光学成像 42
LjxTRtB_ 3.散射测量 43
AbcLHV. 3.1硅通孔技术 43
LNg[fF^: 4.椭偏仪 48
jUBlIVl] 4.1 块状材料 48
^+,mxV'8! 5.光伏发电 51
eYsO%y\I 5.1 薄膜
太阳能电池 51
4I {|M,+ 5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59
s2w.V
O
6.表面等离子体光学 60
4:6@9.VVT 6.1孤立的狭缝和凹槽 61
.z+QyNc: 6.2等离子波导 66
j}0*`[c 6.3等离子纳米天线 69
7J$ ^R6rh 6.3.1共振扩张 71
\% ^<Ll 7.光纤 72
K")-P9I6-f 7.1单模光纤 72
U$0#j 7.2折射率渐变光纤 74
jZm1.{[> 7.3弯曲单模光纤 77
L$7v;R3 7.4光子晶体光纤 78
$Fd9iJ!k 7.4.1空心光子晶体光纤 78
{/#?n[" 7.4.1.1核心模式过滤 80
FUq@
dUv 7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82
ps<JKHC/c 7.4.2多核光子晶体光纤 82
d&R/f Im 7.4.2.1减少计算域问题 84
hr]NW>; 8.光学手性 85
3=;iC6
` 8.1孤立散射体 85
Mc76) 8.2四分之一波片 88
S1`+r0Fk~n 9.散射光学元件 90
w9.r`_- 9.1光栅 91
]IyC 9.1.1线栅 92
FA4bv9:hi 9.1.2闪耀光栅 95
(qB$I\ 9.1.3方形晶胞 97
173/A=] 9.1.4六方晶胞 99
p1X
lni%= 9.2孤立线栅 101
`$MO.K{ 9.3光阑 104
C(W?)6? 9.4狭缝 106
E\RQm}Z09 9.5十字交叉结构 109
`"-)ObOj} 9.6 纳米球 110
O- r"G 10.硅光子 117
3~Ipcr
B 10.1脊形波导 117
b?HW6Kfc 10.2环形谐振腔 119
3n6_yK+D 10.3光子晶体谐振腔 124
=;@5Ue
J 11.光子晶体 126
gDAA>U3|$ 11.1光子晶体谐振腔 126
Gi;eDrgj~ 11.2光子晶体光纤 128
_Vp9Y:mX2 11.3一维光子晶体 128
tLV9b %i( 有兴趣可以扫码加微咨询
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