《JCMsuite案例解析》

sW'AjI   前言 2,b(,3{`4:   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。 U-(01-   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。 S3*`jF>q   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。 /cQueUME`   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。 =M[bnq*\   《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。 .K2qXw"S#   讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 1POmP&fI(   b;W3j   CMG&7(MR   目录 H0gbSd+   1.光源部分—引言 3 t[;LD_   1.1垂直腔面发射激光器 3 ^]0Pfna+N   1.2高功率二极管激光器 7 o!Ieb   1.3量子点发射器 12 {14fA)`%   1.3.1微米柱 12 gpvYb7Of0   1.3.1.1旋转对称发射器 14 *-=(Q`3   1.3.2微透镜 18 Zd}9O jz5   1.3.2.1耦合至光纤 20 FF(#]vz'   1.3.3二维模型 22 PI:4m%[   2.光掩模 23 O1U=X:Zl   2.1衰减相移掩模 24 Kp~VS<3   2.1.1降基法 26 )@l%   2.2独立的接触孔 33 +yH7v5W   2.3 EUV掩模 37 TA`1U;c{n   2.4光学成像 42 BxWPC#5   3.散射测量 43 2Aazy'/   3.1硅通孔技术 43 v6M6>&RR|   4.椭偏仪 48 M4oy   4.1 块状材料 48 Vvn 2 Ep   5.光伏发电 51 vrhT<+q   5.1 薄膜太阳能电池 51 y^,1a[U.   5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 oWim}Er=   6.表面等离子体光学 60 rq/yD,I,   6.1孤立的狭缝和凹槽 61 3G)#5Lf<   6.2等离子波导 66 9~5 uaP$S   6.3等离子纳米天线 69 RXpw!   6.3.1共振扩张 71 \K{0L   7.光纤 72 GmeQ`;9,   7.1单模光纤 72 D9CaFu   7.2折射率渐变光纤 74 t7dt*D_YqK   7.3弯曲单模光纤 77 mPtZO*Fc   7.4光子晶体光纤 78 Q_Q''j(r6b   7.4.1空心光子晶体光纤 78 hk(ZM#Bh   7.4.1.1核心模式过滤 80 Pmr5S4Ka   7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 Qcq`libK   7.4.2多核光子晶体光纤 82 I {S;L   7.4.2.1减少计算域问题 84 h5{'Q$Erl   8.光学手性 85 <;eW=HT+uq   8.1孤立散射体 85 ?cBwPetp   8.2四分之一波片 88 hYT0l$Ng   9.散射光学元件 90 uy[At+%zg   9.1光栅 91 0_95|3kc   9.1.1线栅 92 [fya)}   9.1.2闪耀光栅 95 6y%qVx#!   9.1.3方形晶胞 97 (lBCO?`fx   9.1.4六方晶胞 99 LEbB(x;@   9.2孤立线栅 101 N ,'GN[s   9.3光阑 104 dh`K`b4I   9.4狭缝 106 ENl)Ts`y   9.5十字交叉结构 109 ]_mb7X>   9.6 纳米球 110 ';w#w<yaI   10.硅光子 117 ;v)JnbsH}   10.1脊形波导 117 (Y.k8";)`   10.2环形谐振腔 119 (^ 8Y|:Tz   10.3光子晶体谐振腔 124 F 5bj=mI   11.光子晶体 126 b@gc{R}7   11.1光子晶体谐振腔 126 }l(&}#dY   11.2光子晶体光纤 128 M)J5;^["   11.3一维光子晶体 128

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