前言
~.lH) 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。
;$E[u)l JCMsuite是基于有限元方法(FEM)的一款纳米光学软件包。使用有限元方法(FEM)计算复杂纳米
光学系统中电磁场分布，为解决科学和技术挑战提供了一种通用、严格且非常快速的方法。JCMsuite可以解决时谐麦克斯韦方程组的光散射问题、波导设计问题和光学共振问题，以及线性弹性问题、热传导问题以及这些类型的任何耦合问题。
Ju[`Qw`I 通过JCMsuite，用户可以定义各种材料特性，例如复杂和各向异性的材料的介电常数和磁导率张量、分散特性、导热率和刚度。软件依赖基于残差的误差估计，自动选择各种数值设置，例如有限元度和PML(完全匹配层)设置。同时也特别关注光学上所有必要的后期处理和有效计算，例如傅立叶变换、远场、能量通量、重叠积分、光学成像、共振扩展和赛尔因子。
#G=QL(f>/ 本书详细介绍了JCMsuite各个应用领域的实操案例。本书共十一章，分别介绍了不同应用领域的案例介绍，包含
激光、掩模、散射测量、椭偏仪、光伏发电、表面等离子体、
光纤、光学手性、衍射光学元件以及光子晶体。每个案例都涵盖了建模流程，从材料定义、布局定义、
光源定义到项目定义整个过程，旨在帮助JCMsuite初学者通过案例快速学会软件。本书主要参考JCMwave公司发布的案例翻译整理而成。
6V?RES;X 《JCMsuite案例指导书籍》，是由上海讯技光电工程部成员翻译整理而来，译者希望本书能对JCMsuite的使用者有所帮助，通过学习后能较好的掌握JCMsuite软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处，敬请同行读者批评和指正。
O*v+<|0!l -YyH"f 讯技光电科技(有限)公司
bx^EaXj( r 2022年2月 上海
T!A}ipqb B3t>M)
9 目录
?t42=nvf 1.光源部分—引言 3
c ):*R ]= 1.1垂直腔面发射
激光器 3
@/(7kh + 1.2高功率二极管激光器 7
jq)| 7_N
1.3量子点发射器 12
EXcj F 1.3.1微米柱 12
LD~'^+W 1.3.1.1旋转对称发射器 14
IpXhb[UZ? 1.3.2微
透镜 18
` W>B8 1.3.2.1耦合至光纤 20
I yN9
+ 1.3.3二维模型 22
\>`$x: 2.光掩模 23
^z; ,deoGh 2.1衰减相移掩模 24
Hc%\9{zH 2.1.1降基法 26
,O)\,t g 2.2独立的接触孔 33
2 vN(z %p 2.3 EUV掩模 37
wT= hO + 2.4光学成像 42
@e0skc 3.散射测量 43
2H+DT-hK 3.1硅通孔技术 43
;Hb[gvl 4.椭偏仪 48
U 3K<@r 4.1 块状材料 48
L)'rM-nkFh 5.光伏发电 51
C+?s~ JL 5.1 薄膜
太阳能电池 51
da'E"HN@G~ 5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59
==Mi1Q#5C 6.表面等离子体光学 60
*9ub.:EUwV 6.1孤立的狭缝和凹槽 61
7B!Qq/E?g 6.2等离子波导 66
c\{}FGC 6.3等离子纳米天线 69
ydqmuZ%2h# 6.3.1共振扩张 71
y]_8.
0zM 7.光纤 72
MxEAs}MDv 7.1单模光纤 72
>m1 V9 A 7.2折射率渐变光纤 74
s7i.p] 7.3弯曲单模光纤 77
aZ>\*1 7.4光子晶体光纤 78
?mR[A`J58 7.4.1空心光子晶体光纤 78
]"g >> N 7.4.1.1核心模式过滤 80
vW-`=30 7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82
Q9xx/tUW 7.4.2多核光子晶体光纤 82
~o'#AP#N~ 7.4.2.1减少计算域问题 84
_xg VuJ 8.光学手性 85
PbHh?iH 8.1孤立散射体 85
fP1OH &Ar 8.2四分之一波片 88
[Um4\QvU x 9.散射光学元件 90
j~*Z7iu 9.1光栅 91
kz;_f 9.1.1线栅 92
akW3\( W} 9.1.2闪耀光栅 95
H"rzRd; S 9.1.3方形晶胞 97
>[fVl 8G_0 9.1.4六方晶胞 99
UdW(\ % 9.2孤立线栅 101
* m&:
Yje 9.3光阑 104
Cm;qDvj+u 9.4狭缝 106
ZHF(q6T 9.5十字交叉结构 109
_<*GU@ 9.6 纳米球 110
RL
Zf{Q> 10.硅光子 117
Te@6N\g
10.1脊形波导 117
J1p75c% 10.2环形谐振腔 119
;;'a--' " 10.3光子晶体谐振腔 124
53t- 'K0l 11.光子晶体 126
YATdGLTeq 11.1光子晶体谐振腔 126
_=*tD a 11.2光子晶体光纤 128
:6j :9lYL2 11.3一维光子晶体 128
nlebFDb 7 有兴趣可以扫码加微咨询
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