《JCMsuite案例解析》

I@y2HxM   前言 ;]l{D}   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。 y<IZ|f   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。 'l0eo' K   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。 \N'hbT=   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。 *SMoodFBS   《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。 ZmYa.4'L   讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 Ivd[U`=Q   ` $QzTv    5JXzfc9rL   目录 c_D,MW\IC   1.光源部分—引言 3 -.+KCt G$+   1.1垂直腔面发射激光器 3 A{{q'zb!   1.2高功率二极管激光器 7 mcP{-oJ0W   1.3量子点发射器 12 ?,+C!R?   1.3.1微米柱 12 $_I%1   1.3.1.1旋转对称发射器 14 V29S*   1.3.2微透镜 18 {Q#Fen ;y|   1.3.2.1耦合至光纤 20 0NuL9   1.3.3二维模型 22 ]HZa:aPY   2.光掩模 23 Uy_}@50"l   2.1衰减相移掩模 24 e&FX7dsyy   2.1.1降基法 26 )ZQ9a4%   2.2独立的接触孔 33 5~kW-x   2.3 EUV掩模 37 %$9)1"T0Y   2.4光学成像 42 /4wm}g9   3.散射测量 43 mBD!:V'   3.1硅通孔技术 43 dwf #~7h_   4.椭偏仪 48 8KGv?^M 6W   4.1 块状材料 48 1o5Y9#7   5.光伏发电 51 ,h5-rw'   5.1 薄膜太阳能电池 51 ;s!ns N   5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 c?V*X-   6.表面等离子体光学 60 9L)&n.t1   6.1孤立的狭缝和凹槽 61 .T62aJ    6.2等离子波导 66 hsQrd%{f   6.3等离子纳米天线 69 %gne%9nn   6.3.1共振扩张 71 ]B-$p p   7.光纤 72 &d|VH y+   7.1单模光纤 72 0[$Mo3c+'   7.2折射率渐变光纤 74 9-Nq[i"   7.3弯曲单模光纤 77 >w]k3MC   7.4光子晶体光纤 78 >1)@n3.<O   7.4.1空心光子晶体光纤 78 ,N@Icl   7.4.1.1核心模式过滤 80 #G4~]Qml   7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82  +y{93nl   7.4.2多核光子晶体光纤 82 wEHrer   7.4.2.1减少计算域问题 84 G+QNg.pH   8.光学手性 85 t$PnQ@xu   8.1孤立散射体 85 ;]#4p8lh+   8.2四分之一波片 88 p*W ZY=Q   9.散射光学元件 90 uX5--o=C   9.1光栅 91 f)s_e   9.1.1线栅 92 ,j(p}t   9.1.2闪耀光栅 95 ]rX?n   9.1.3方形晶胞 97 coP$7Q .   9.1.4六方晶胞 99 /NN[gz   9.2孤立线栅 101 $M3A+6["H   9.3光阑 104 SUnmp   9.4狭缝 106 v BeU   9.5十字交叉结构 109 xfF&$K"   9.6 纳米球 110 |uBot#K|   10.硅光子 117 zHum&V8=H   10.1脊形波导 117 *a0I Z   10.2环形谐振腔 119 Mpl,}Q!c   10.3光子晶体谐振腔 124 \qd)l   11.光子晶体 126 .T$9Q Ar5   11.1光子晶体谐振腔 126 [,szx1   11.2光子晶体光纤 128 j C1^>D   11.3一维光子晶体 128

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