《JCMsuite案例解析》

'KL!)}B$h   前言 sX_6qKUH   微纳光学是当前光学学科发展最活跃的前沿之一，结合了光子学与纳米技术的前沿成果，主要优点是能在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新的功能，成为21世纪不可或缺的关键科学和技术。微纳光学不仅是光学领域的前沿研究方向之一，也是目前新型光电子产业的重要发展方向，在光通信、光互联、光存储、传感成像、传感测量、显示、固体照明、生物医学、安全、绿色能源等领域起到不可替代的作用。在这些广泛的应用领域可以使用JCMsuite进行模拟分析与设计，大大降低时间成本和物料成本。 ^q{=mf`   JCMsuite是基于有限元方法(FEM)的一款纳米光学软件包。使用有限元方法(FEM)计算复杂纳米光学系统中电磁场分布，为解决科学和技术挑战提供了一种通用、严格且非常快速的方法。JCMsuite可以解决时谐麦克斯韦方程组的光散射问题、波导设计问题和光学共振问题，以及线性弹性问题、热传导问题以及这些类型的任何耦合问题。 \ k&(D*u   通过JCMsuite，用户可以定义各种材料特性，例如复杂和各向异性的材料的介电常数和磁导率张量、分散特性、导热率和刚度。软件依赖基于残差的误差估计，自动选择各种数值设置，例如有限元度和PML(完全匹配层)设置。同时也特别关注光学上所有必要的后期处理和有效计算，例如傅立叶变换、远场、能量通量、重叠积分、光学成像、共振扩展和赛尔因子。 `wrN$&   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。 oY Y?`<N#   《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。 L{)*evBL   讯技光电科技(有限)公司 2022年2月 上海 :x*#RnRr.   XNZW J   >2kjd   目录 R8"qDj   1.光源部分—引言 3 b@ 9>1d$   1.1垂直腔面发射激光器 3 `]*BDSvE   1.2高功率二极管激光器 7 PO1|l-v<Yq   1.3量子点发射器 12 c Hr.7 w   1.3.1微米柱 12 Dq$co1eT   1.3.1.1旋转对称发射器 14 C{gY*+   1.3.2微透镜 18 4\Nt"#U)g   1.3.2.1耦合至光纤 20 1UyQ``v/   1.3.3二维模型 22 22`N(_   2.光掩模 23 &n 1 \^:   2.1衰减相移掩模 24 uIeD.I'@{5   2.1.1降基法 26 L"Vi:zdp   2.2独立的接触孔 33 fwWE`BB   2.3 EUV掩模 37 ??MF8uv   2.4光学成像 42 d]bM,`K* 6   3.散射测量 43 `y%1K|Y=   3.1硅通孔技术 43 @20~R/vh   4.椭偏仪 48 OsSGVk #Qh   4.1 块状材料 48 estDW1i)   5.光伏发电 51 .WeP]dX%:f   5.1 薄膜太阳能电池 51 Zcq4?-&   5.1.1薄膜太阳能电池一维模型 59 v8PH(d2{@   6.表面等离子体光学 60 >R&=mo~   6.1孤立的狭缝和凹槽 61 V(/=0H/ F   6.2等离子波导 66 PR{y84$   6.3等离子纳米天线 69 yEvuTgDv   6.3.1共振扩张 71 qYi<GI*|@   7.光纤 72 d|~A>YZ   7.1单模光纤 72 B^{87YR   7.2折射率渐变光纤 74 Hf^Tok^6@]   7.3弯曲单模光纤 77 W5#5RK"uX   7.4光子晶体光纤 78 d7O\p(M1   7.4.1空心光子晶体光纤 78 Td6Gu"   7.4.1.1核心模式过滤 80 v<2B^(i}VB   7.4.1.2扭曲式光子晶体光纤 82 ,:G3Y )   7.4.2多核光子晶体光纤 82 ]n/fB|tE   7.4.2.1减少计算域问题 84 (l~3~n   8.光学手性 85 Vv]81y15Q;   8.1孤立散射体 85 #!h +K"wX   8.2四分之一波片 88 .*0`}H+_   9.散射光学元件 90 $AI0&#NM   9.1光栅 91 -4}I02   9.1.1线栅 92 NbDfD3 1GK   9.1.2闪耀光栅 95 ":o1g5?   9.1.3方形晶胞 97 -_>g=a@&   9.1.4六方晶胞 99 l}Fa-9_'   9.2孤立线栅 101 Aj22t    9.3光阑 104 1.5lJ:[G   9.4狭缝 106 8G SO]R   9.5十字交叉结构 109 e>oE{_e   9.6 纳米球 110 OR\-%JX/5   10.硅光子 117 FyZiiH4|   10.1脊形波导 117 =XT'D@q~W   10.2环形谐振腔 119 o`@B*, @   10.3光子晶体谐振腔 124 ^edg@fp   11.光子晶体 126 CCX!>k]   11.1光子晶体谐振腔 126 hVfiF   11.2光子晶体光纤 128 fC$~3v   11.3一维光子晶体 128

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