前言
7s?#y=M 微納
光學(xué)是當前光學(xué)學(xué)科發(fā)展最活躍的前沿之一,結(jié)合了光子學(xué)與納米技術(shù)的前沿成果,主要優(yōu)點是能在局域電磁相互作用的基礎(chǔ)上實現(xiàn)許多全新的功能,成為21世紀不可或缺的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)。微納光學(xué)不僅是光學(xué)領(lǐng)域的前沿研究方向之一,也是目前新型光電子產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,在光通信、光互聯(lián)、光存儲、傳感成像、傳感測量、顯示、固體
照明、生物醫(yī)學(xué)、安全、綠色能源等領(lǐng)域起到不可替代的作用。在這些廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域可以使用
JCMsuite進行模擬分析與設(shè)計,大大降低時間成本和物料成本。
9m)$^U>oz JCMsuite是基于有限元方法(FEM)的一款納米光學(xué)軟件包。使用有限元方法(FEM)計算復(fù)雜納米
光學(xué)系統(tǒng)中電磁場分布,為解決科學(xué)和技術(shù)挑戰(zhàn)提供了一種通用、嚴格且非?焖俚姆椒āCMsuite可以解決時諧麥克斯韋方程組的光散射問題、波導(dǎo)設(shè)計問題和光學(xué)共振問題,以及線性彈性問題、熱傳導(dǎo)問題以及這些類型的任何耦合問題。
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- 通過JCMsuite,用戶可以定義各種材料特性,例如復(fù)雜和各向異性的材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率張量、分散特性、導(dǎo)熱率和剛度。軟件依賴基于殘差的誤差估計,自動選擇各種數(shù)值設(shè)置,例如有限元度和PML(完全匹配層)設(shè)置。同時也特別關(guān)注光學(xué)上所有必要的后期處理和有效計算,例如傅立葉變換、遠場、能量通量、重疊積分、光學(xué)成像、共振擴展和賽爾因子。
@^UgdD,BS, 本書詳細介紹了JCMsuite各個應(yīng)用領(lǐng)域的實操案例。本書共十一章,分別介紹了不同應(yīng)用領(lǐng)域的案例介紹,包含
激光、掩模、散射測量、橢偏儀、光伏發(fā)電、表面等離子體、
光纖、光學(xué)手性、衍射光學(xué)元件以及光子晶體。每個案例都涵蓋了建模流程,從材料定義、布局定義、
光源定義到項目定義整個過程,旨在幫助JCMsuite初學(xué)者通過案例快速學(xué)會軟件。本書主要參考JCMwave公司發(fā)布的案例翻譯整理而成。
z1Ieva] 《JCMsuite案例指導(dǎo)書籍》,是由上海訊技光電工程部成員翻譯整理而來,譯者希望本書能對JCMsuite的使用者有所幫助,通過學(xué)習后能較好的掌握JCMsuite軟件的基本使用方法。由于譯者水平有限,書中錯誤紕漏之處,敬請同行讀者批評和指正。
6~%><C HRyFjAR\? 訊技光電科技(有限)公司
gvuv>A}vJ 2022年2月 上海
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^^"zjl*^ 目錄
6
H P66B 1.光源部分—引言 3
4)w,gp 1.1垂直腔面發(fā)射
激光器 3
\nEMj,) 1.2高功率二極管激光器 7
x!_5/ 1.3量子點發(fā)射器 12
E,6|-V;? 1.3.1微米柱 12
PG63{ 1.3.1.1旋轉(zhuǎn)對稱發(fā)射器 14
%Z_O\zRqy) 1.3.2微
透鏡 18
[WR"#y 1.3.2.1耦合至光纖 20
@\?ubF 1.3.3二維模型 22
B8Fb$ 2.光掩模 23
,6{z 2.1衰減相移掩模 24
:1*E5pX0n 2.1.1降基法 26
l{dsm1#W~ 2.2獨立的接觸孔 33
Ljm`KE\Q;t 2.3 EUV掩模 37
2X\Pw 2.4光學(xué)成像 42
t,fec>. 3.散射測量 43
Q^f{H. 3.1硅通孔技術(shù) 43
t<` As6} 4.橢偏儀 48
"KP]3EyPc 4.1 塊狀材料 48
_s5^\~ao 5.光伏發(fā)電 51
|iHMAo 5.1 薄膜
太陽能電池 51
Xb%Q%"?~ 5.1.1薄膜太陽能電池一維模型 59
@bA5uY! 6.表面等離子體光學(xué) 60
k4V3.i!E 6.1孤立的狹縫和凹槽 61
N4ZV+
|
6.2等離子波導(dǎo) 66
!{^kH;*u 6.3等離子納米天線 69
v'S]g^ 6.3.1共振擴張 71
S3Y.+. 0U 7.光纖 72
Wz'!stcp 7.1單模光纖 72
{jO+N+Ez9 7.2折射率漸變光纖 74
(U& 7.3彎曲單模光纖 77
wvq4 P 7.4光子晶體光纖 78
t\ oud{Cv 7.4.1空心光子晶體光纖 78
Z|E9}Il] 7.4.1.1核心模式過濾 80
v>wN
O 7.4.1.2扭曲式光子晶體光纖 82
,kJ7c;:i 7.4.2多核光子晶體光纖 82
a|z-EKV 7.4.2.1減少計算域問題 84
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