《JCMsuite案例解析》

&s6(3k   前言 ;03*qOYc   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。 Do[ F+Y   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。 ,uqbS   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。 D.oS8'    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。 /="D]K)%b8   《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。 5 a*'N~   讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 gYH:EuY,   W0uM?J\O   1+PNy d   目录 RZ,<D I   1.光源部分—引言 3 ~:RDw<PWp   1.1垂直腔面发射激光器 3 o`y*yucHI   1.2高功率二极管激光器 7 +D{*L0$D"   1.3量子点发射器 12 [2H(yLwO   1.3.1微米柱 12 WHD/s   1.3.1.1旋转对称发射器 14 [0,q7d?"   1.3.2微透镜 18 J!^~KN6[   1.3.2.1耦合至光纤 20 {dSU \':   1.3.3二维模型 22 qNQ3(1xW   2.光掩模 23 DHujpZXQ   2.1衰减相移掩模 24 7yCx !P;   2.1.1降基法 26 qwq+?fj={   2.2独立的接触孔 33 JXR/K=<^   2.3 EUV掩模 37 G~$M"@Q7N   2.4光学成像 42 ]@<3 6ByM   3.散射测量 43 !A^w6Q;`V   3.1硅通孔技术 43 W0?Y%Da(4m   4.椭偏仪 48 cI4qgV   4.1 块状材料 48 !+26a*P   5.光伏发电 51 $P}]|/Yb   5.1 薄膜太阳能电池 51 :z,vJ~PW   5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 u4*]jt; H   6.表面等离子体光学 60 uL 2{v   6.1孤立的狭缝和凹槽 61 XGup,7e9   6.2等离子波导 66 z&yb_A:>   6.3等离子纳米天线 69 p$!+2=)gY   6.3.1共振扩张 71 DSG +TA"   7.光纤 72 v.^ 'x   7.1单模光纤 72 q!h*3mNm   7.2折射率渐变光纤 74 ^9V8M9   7.3弯曲单模光纤 77 @aPu}Hi   7.4光子晶体光纤 78 Vi-!E   7.4.1空心光子晶体光纤 78 !m O] zn   7.4.1.1核心模式过滤 80 Q{|'g5(O   7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 . eag84_   7.4.2多核光子晶体光纤 82 2D_Vo ])l/   7.4.2.1减少计算域问题 84 = ]HJa   8.光学手性 85 'N,NG$G2   8.1孤立散射体 85 lo;9sTUHT   8.2四分之一波片 88 hs#s $})}Z   9.散射光学元件 90 LVcy.kU@]   9.1光栅 91 -N !soJ<   9.1.1线栅 92 w#bbm'j7r   9.1.2闪耀光栅 95 Pv$"DEXA2   9.1.3方形晶胞 97 }PD(kk6fX   9.1.4六方晶胞 99 X|lmH{k f   9.2孤立线栅 101 (a4y1k t-   9.3光阑 104 exMPw;8   9.4狭缝 106 WMRgf~TY=2   9.5十字交叉结构 109 &#\7w85$   9.6 纳米球 110 QR"O)lP   10.硅光子 117 ump:dL5{   10.1脊形波导 117 Kz2^f@5=F   10.2环形谐振腔 119 [-94=|S @   10.3光子晶体谐振腔 124 gl{PLLe[}   11.光子晶体 126 FbNQ   11.1光子晶体谐振腔 126 %1d6j<7   11.2光子晶体光纤 128 Gg,k   11.3一维光子晶体 128

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