JCMsuite奈米光學模擬軟體 - .::訊技科技股份有限公司::.

最新公告：

欄目列表
FRED
virtualLab
Macleod
OptiWave
GLAD
OCAD
Litestar 4D
EastWave
JCMSuite
LASCAD
最新發佈
JCMsuite應用：一維週期線
JCMsuite應用：孤立線柵
JCMsuite應用：空心光子晶
JCMsuite奈米光學模擬軟體
JCMsuite應用：平面波入射
JCMSUITE應用：斜入射平面
JCMsuite應用：太陽能電池
JCMSuite應用：光場通過六
JCMsuite應用：散射體的光
Jcmsuite應用：光學環形共

當前位置: 首頁 > 服務項目 > 案例分析 > JCMSuite >

JCMsuite奈米光學模擬軟體

時間:2022-10-28 13:54來源:未知作者: infotek點擊:次列印

軟體概述

JCMsuite是計算複雜奈米光學系統中電磁場的有限元求解器。其連續力學和熱傳導模組能夠實現複雜材料的建模，如應力誘導的雙折射。利用所包含的光學成像和光源工具能夠完成全波長光學系統模擬的工作流程，如顯微鏡、散射儀或單光子光源(包括晶片光纖耦合和非同調效應)。

軟體特a色

JCMsuite是基於電腦科學的高級數學方法和技術。它利用了有限元方法(FEM)的強大功能和靈活性來快速和準確地獲得結果，並使用最新的機器學習技術來優化複雜的光學器件。

CAD 和網格工具

JCMsuite幾何和網格工具是專門為光子應用而設計的

形狀和幾何圖形：可以使用線性或彎曲單元創建各種CAD幾何圖形，如2D和3D圖元、擠壓體、圓角形狀和自由形狀

對稱性：通過定義週期或鏡像對稱網格，或者通過在圓柱和扭曲坐標系中工作，可以大大減少計算時間

無限結構：支援多層結構、層狀外部域和波導結構

自我調整網格：自動網格細化，邊角和法線細化可實現高度精確的計算

Hp-FEM解算器

有限元方法(FEM)提供了一種常規、嚴格、通用且非常快速的方法來解決科學和技術挑戰

求解問題類別：JCMsuite解決了時間諧波麥克斯韋方程組的光散射問題、波導設計問題、光學共振問題以及線性彈性問題、熱傳導問題，以及這些類型的任何耦合問題類別

自動數值設置：根據基於殘差的誤差估計，自動選擇各種數值設置，如有限元度、PML設置(完美匹配層)

材料和光源：可以定義各種材料的性質，如複合和各向異性材料的介電常數和磁導率張量、色散性質、熱導率和剛度。例如，可以通過平面波，週期性或孤立的偶極子，光束和波導模式來激發結構

後處理：特別關注光學中所有必要後處理的支持和高效計算，如傅立葉變換、遠場、能量通量、重疊積分、光學成像、共振擴展和Purcell因數

分析和優化工具包

機器學習技術能夠有效地分析和優化光學器件的性能

優化：貝葉斯優化是一種高效的優化方法，能夠在更短的計算時間內開發高性能器件。其他支援的優化方法包括下行單純形優化、粒子群優化、差分進化和L-BFGS-B方法

不確定度量化：光學系統的參數往往存在不確定性和波動。該工具包包括幾個有效的方法來確定參數敏感性(Sobol係數)以及波動下的平均性能和方差

參數重構：從實測資料重建材料屬性、形狀參數等系統參數是一項複雜的數值任務。JCMsuit包括了各種有效工具，可以對參數值及其測量不確定性進行時間高效和精確重構

預測：經過一個學習階段，可以預測未知參數下光學器件的性能

軟體安裝及運行環境

作業系統：Windows系統，要求64位元版本；Linux系統

CPU：至少具有2.4 GHz的四核處理器，建議至少具有3 GHz八核

RAM：8 GB，建議至少32 GB

硬碟空間：50 GB，建議使用250 GB SSD驅動器圖形卡

介面：USB 埠，DVD–ROM 光碟機

軟體應用領域

現代奈米光學系統的複雜性使得大量的模擬非常必要。 JCMsuite提供的超嚴格的模擬可以讓設計者深刻理解相關現象，瞭解更多不同領域帶來的挑戰。

計算光刻

JCMsuite提供了完整的光學模擬鏈：對複雜照明的描述，通過光學成像系統和光掩模傳播的光場的計算，直至在光刻膠中形成圖像。

計算計量學

週期大於照明波長一半的結構的光學計量已成為標準計量技術。但是，快速嚴格的模擬技術以及設計好的測量裝備允許在深亞波長範圍內使用光學計量方法

波導和光纖

JCMsuite為所有類型的波導（包括單模和多模光纖，光子晶體光纖，微結構光纖，集成光波導，等離子體波導）計算波導模式和相應的傳輸常數。圓柱坐標系和扭曲坐標系中的模式計算允許嚴格計算波導彎曲的影響。

光伏

JCMsuite支持各個方面提高光電效率：分析層結構和材料成分的效率、隨機和微結構層、背反射器和表面的影響、規則或隨機分佈的等離子體粒子的等離子體效應以及包括頻率轉換在內的非線性效應。

光源

諸如雷射二極體，VCSEL，LED，OLED和單光子光源之類的光源是光學設備的基本組成部分。 JCMsuite可以對其光學特性進行有效的模擬和優化，包括遠場分佈，光纖耦合效率和熱透鏡效應。

奈米結構材料

JCMsuite允許設計和分析新型奈米結構材料的光學特性。例如等離子體材料，手性材料，光子晶體和准晶體，超材料，粗糙介面，奈米複合材料等。

應用舉例

微結構光源光學特性的模擬和優化

微納光學的光源通常分為兩大類：垂直發射器和水準發射器

上圖所示垂直發射器(黑色盒子)安裝在基片上或基片內，通常情況下是多層堆疊。光線在活躍區域(黑色盒子)產生，並且被激發到上半部分空間。除了由阻尼材料引起的內部損失，光能也由於輻射到基片或水準方向的光在基片層中被捕獲而損失。建立垂直光光源有以下兩種方法：

計算雷射諧振腔的共振模式，可詳見案例VCSEL。

直接將光源(電流密度)放置在活躍層中，可詳見案例量子點發射器

在這兩種情況下，激發光束的品質可以通過遠場或傅立葉變換後處理進行分析。

邊緣（水準發射器）：在這種情況下，雷射諧振腔由一個相對較長的波導組成。光束在波導的端面水準被激發。為了設計一個邊緣發射器，計算了雷射諧振腔的波導模式，可詳見案例大功率二極體雷射器

光伏發電的繞射效率分析及結構優化

薄膜矽太陽能電池依靠散射結構將入射光繞射到更大的角度，從而在高折射率吸收材料中通過全內反射捕獲光。它們的優化是當前研究的一個課題。一般來說，即使散射結構在本質上是統計性質的，也可以在JCMsuite軟體中通過應用週期邊界條件對單元進行建模，也可以對簡單、隨機紋理薄膜太陽能電池進行幾何定義和網格劃分，進而對不同層材料的繞射、吸收效率進行分析。

左：幾何和圖層命名中間：適應短波長的網格右圖：適應長波長的網格

微納光子器件的光學特性分析以及器件結構優化

繞射光學元件(DOE)通過波長維度上的圖案來操縱光通過它傳播的相位和振幅。典型的非對稱光柵有週期圖案(光柵)、菲湼爾透鏡、孤立靶心圖表案、二元光柵、光闌等。

下圖概述了模擬光從DOE散射的典型裝置:

原理圖:DOE模擬設置

通常，DOE駐留在介質襯底上。照明光場(如平面波)從下方或上方照射到DOE。這激發了透射場和反射場，這是我們感興趣的典型參量。

JCMsuite計算近場電磁場，並使用它通過傅立葉變換或遠場評估後處理的方式來推導遠場(透射和反射)。

對於週期結構，傅立葉變換後處理產生離散繞射模。對於孤立問題，傅立葉變換由連續分佈的散射場和由平面波照明產生的最終離散模式組成。

結合傅立葉變換，您可以使用光學成像後處理來形成由成像工具(如顯微鏡)產生的圖像。

非週期結構的近場分佈

關於我們公司介绍專家團隊人才招聘訊技風采員工專區	服務項目產品銷售課程中心專業書籍項目開發技術諮詢
		聯繫方式地址：新北市永和區中正路746號9樓之5 電話：+886-2-3233-2748 傳真：+886-2-3322-9865 課程：course@infotek.com.tw 業務：sales@infotek.com.tw 技術：support@infotek.com.tw	官方微信

關於我們公司介绍專家團隊人才招聘訊技風采員工專區	服務項目產品銷售課程中心專業書籍項目開發技術諮詢
		聯繫方式地址：新北市永和區中正路746號9樓之5 電話：+886-2-3233-2748 傳真：+886-2-3322-9865 課程：course@infotek.com.tw 業務：sales@infotek.com.tw 技術：support@infotek.com.tw	官方微信