平面单片集成声光波导光开关 朱京平 9787030200440 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱京平 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030200440

商品编码：29291354077

包装：平装

出版时间：2008-02-01

基本信息

书名：平面单片集成声光波导光开关

定价：32.00元

作者：朱京平

出版社：科学出版社

出版日期：2008-02-01

ISBN：9787030200440

字数：239000

页码：190

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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本书主要介绍了光波导短程透镜射线光学传输理论与消像差透镜设计、声光互作用理论及数值模拟分析、扩散平板光波导传输特性与等效阶跃平板光波导模型、基于微透镜机构的单模光纤-芯片耦合机制、平面单片集成声光波导光开关设计与实现等内容，可供光电子技术、光通信技术领域的科研人员、工程技术人员以及相关专业的教师、研究生、高年级本科生等参考阅读，对于从事集成光波导器件研究、模拟、设计及开发的人员，亦有所帮助。

内容提要

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本书主要论述了新型集成声光波导光开关理论及关键技术问题。全书共分6章。章对光开关外发展现状和存在问题进行了分析；第2章至第5章分别就声光开关的基本机构单元有关的理论及设计问题进行了研究，其中，第2章讨论短程透镜，第3章研究声光互作用，第4章着重研究扩散平板光波导，第5章专门讨论光纤与乎板光波导耦合；第6章就整体开关的结构设计、指标确定及1×4开关的实现进行了研究。书中每章后有小节，便于把握全章。
本书可供光电子技术、光通信技术领域的科研人员、工程技术人员以及相关专业的教师、研究生、高年级本科生等参考阅读，对于从事集成光波导器件研究、模拟、设计及开发的人员，亦有所帮助。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光的魔术师：微纳尺度下的神奇操控 这是一本关于光在微小世界里如何被操控的书，它将带您走进一个由精密结构构建而成的奇妙领域。想象一下，我们能像指挥士兵一样，精准地引导光束在极小的空间内穿梭、转向、合并、分离，甚至根据我们的意愿改变它的“行为”——这正是本书所探索的奥秘。 本书聚焦于平面单片集成声光波导光开关这一核心概念。为了理解这个标题，我们先拆解一下它所包含的关键元素： 波导（Waveguide）：这是光在其中传播的“通道”。在微观世界里，我们无法像拉电线一样制造粗大的光纤，而是需要利用特殊的材料和结构，创造出能够引导光束沿特定路径前进的“微型轨道”。这些轨道通常是经过精心设计的几何形状，能够有效地限制光场的传播，使其不至于扩散到周围环境中。想想看，就像水流在挖好的沟渠中流动一样，光在波导中也只能沿着预设的路径前进。在微纳尺度下，波导的设计和制造是实现光信号精确控制的基础。 平面（Planar）：这意味着这些波导和控制元件被制作在一个二维的平面上，而不是堆叠成三维结构。这种平面化的设计极大地简化了器件的制造过程，使其更易于批量生产，也更容易与现有的电子集成电路技术相结合，为未来的光电子芯片奠定基础。平面结构也意味着器件的尺寸可以做得非常小，能够集成到微小的芯片上。 单片集成（Monolithic Integration）：这是本书强调的一个重要特征。它指的是将多种功能元件，例如光信号的产生、传输、控制和探测等，集成到同一块基底材料上，形成一个完整的器件或系统。与传统的将各个独立器件通过光纤连接的方式相比，单片集成具有显著的优势：体积更小、功耗更低、集成度更高、响应速度更快、信号损耗更少，并且制造成本也更具竞争力。这就像将一台复杂的计算机的所有核心组件都集成在一块集成电路（芯片）上，而不是用大量的导线将一个个独立的芯片连接起来。 声光（Acousto-Optic）：这是实现光信号控制的关键机制。声光效应是利用声波与光波相互作用，从而改变光波的传播特性。具体来说，当声波在介质中传播时，它会引起介质的密度和折射率发生周期性的变化，形成一个活动的“光栅”。当光波穿过这个声光作用区时，就会受到这个“光栅”的影响，发生衍射、散射、偏置或调制等现象。通过精确地控制声波的频率、幅度和相位，我们就可以“调戏”光波，使其按照我们的指令进行各种操作，比如将其引导到不同的波导分支，改变其传播方向，或者调制其强度。 光开关（Optical Switch）：这是本书所要实现的主要功能。在信息传输过程中，我们需要能够根据需要将光信号从一个路径切换到另一个路径，就像电话系统中的交换机一样。光开关就是实现这一功能的器件。与传统的电信号开关不同，光开关直接在光域进行信号的切换，避免了电光转换带来的损耗和速率限制，对于高速、大容量的光通信网络至关重要。 那么，本书将带我们探索哪些具体的奥秘呢？ 本书将深入剖析平面单片集成声光波导光开关的设计原理、理论模型、材料选择、制作工艺以及性能表征。它将详细阐述如何巧妙地利用声光效应，在微小的平面结构中构建出能够实现高效、快速、低损耗光信号切换的器件。 1. 声光效应的物理基础： 读者将首先了解到声光效应的深层物理原理。这包括声波如何在透明介质中传播，如何引起介质折射率的周期性变化，以及这种周期性变化如何与入射光波相互作用，产生各种衍射现象。我们会探讨不同类型的声光耦合（例如布拉格衍射和瑞利散射），以及它们在光开关设计中的应用。对声波在波导材料中的传播特性、声波产生的方式（通常通过压电换能器）也将进行详细介绍。 2. 波导结构的设计与优化： 本书将重点介绍如何设计高效的平面波导结构。这涉及到选择合适的波导材料（如铌酸锂、氧化硅、氮化硅等），以及精确控制波导的几何尺寸（宽度、厚度、曲率半径等），以实现光信号的低损耗传输和精确引导。读者将了解到如何通过数值模拟和实验验证来优化波导设计，确保光信号能够沿着预期的路径传播，并最小化能量的损失。 3. 声光调制器的集成： 核心的声光调制器将如何被集成到平面波导结构中是本书的重点。我们将探讨如何在波导的特定区域引入声波，使其能够有效地耦合到传输的光信号中。这通常涉及到压电换能器的设计与制作，以及声波在波导材料中的耦合效率。如何精确地控制声波的频率和幅度，以实现对光信号的精确控制，例如将其偏转到不同的输出波导，是本书要解决的关键技术问题。 4. 开关功能的实现： 本书将详细介绍声光效应如何被用来实现光开关的功能。例如，通过改变施加在压电换能器上的电信号，可以改变声波的频率或幅度，从而改变声光调制器的衍射效率或衍射角。这使得光信号能够被精确地导向不同的输出端口，从而实现“开”和“关”的切换。我们还将探讨实现多通道、可重构光开关的可能性，以及如何通过集成更多的声光调制单元来扩展器件的功能。 5. 器件的制造与表征： 精密微纳加工技术是实现这些器件的关键。本书将介绍与平面单片集成声光波导光开关相关的先进制造工艺，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、键合等技术。同时，本书也将阐述如何对这些器件的性能进行科学的表征，例如测量其插入损耗、隔离度、切换速度、工作带宽以及对环境因素的敏感性等。 6. 应用前景展望： 本书的价值不仅在于深入的技术探讨，更在于其对未来科技发展的潜在影响。平面单片集成声光波导光开关作为一种高性能的光信号控制元件，在众多领域展现出巨大的应用潜力： 光通信网络：构建更快速、更灵活、更可靠的光通信骨干网。在数据中心、城域网和长途通信中，能够实现高效的信号路由和交换，提升网络容量和传输效率。 光计算：为未来的光计算机提供核心的信号处理和路由组件。光计算有望克服传统电子计算在速度和功耗上的瓶颈，实现指数级的计算能力提升。 光传感：开发高精度、高灵敏度的光传感器，用于环境监测、医疗诊断、工业控制等领域。 可编程光器件：实现可编程的、软件定义的波导网络，能够根据应用需求动态地重构光信号的路径和处理方式。 其他新兴领域：包括但不限于量子信息处理、生物医学成像、激光雷达系统等，都可能受益于这种先进的光操控技术。 总而言之， 这本书并非一本枯燥的技术手册，而是一扇通往微纳光学世界的大门。它将带领读者一步步揭示如何利用声波的“力量”在精巧设计的平面结构中实现对光的精准操控，最终孕育出能够改变信息传输和计算方式的革命性器件。无论您是光学领域的专业研究者，还是对前沿科技充满好奇的探索者，本书都将为您带来深刻的启发和宝贵的知识。它描绘的不仅仅是科学技术，更是人类智慧在微观尺度下创造的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这是一本在我书架上占据重要位置的书，其封面设计简洁而专业，散发着浓郁的学术氛围。我是一名业余的科技爱好者，对光电领域一直保持着浓厚的兴趣，而《平面单片集成声光波导光开关》这个书名，无疑触动了我探索更深层技术奥秘的渴望。我尝试去解析其中的关键词：“平面单片集成”让我联想到微电子技术中的芯片制造，暗示了器件的小型化和高效集成；“声光”则指向了声波与光波之间的巧妙互动，这是一种非常前沿和有潜力的技术方向；而“波导光开关”则直接揭示了本书的核心功能——对光信号进行精确控制。我猜想，这本书可能深入探讨了如何利用声学原理来驱动和调制光信号，从而实现高速、低能耗的光开关功能。这对于下一代光计算、光通信以及集成光子学的发展，无疑具有里程碑式的意义。我脑海中浮现出无数的潜在应用场景，例如更快速的数据传输、更紧凑的光学芯片，甚至是构建全新的信息处理架构。尽管我对书中的具体技术细节尚不完全理解，但这本书所代表的科研方向和技术潜力，已经深深吸引了我。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是其专业性和权威性。书名《平面单片集成声光波导光开关》本身就指向了一个高度专业化的研究领域，结合了光学、声学、材料科学以及集成电路等多个学科的知识。对于我这样一个对光学并非十分了解的读者而言，这无疑是一次深入学习的绝佳机会。我理解“平面单片集成”意味着一种先进的制造工艺，能够将复杂的器件制作在同一块芯片上，这对于缩小器件尺寸、提高集成度至关重要。而“声光波导光开关”则揭示了本书的核心技术——利用声波的能量来控制光的传输路径，实现光信号的开关和切换。这听起来就充满了前沿科技的魅力。我猜测，这本书的内容会非常深入地探讨声光效应的物理原理，以及如何设计和制造高性能的声光波导器件。这种技术一旦成熟，必将在光通信、光计算、传感器等领域带来革命性的变化。这本书的出版，毫无疑问为相关领域的研究者提供了一个重要的技术参考，也可能为未来的技术创新奠定坚实的基础，它所代表的，是科技不断向前探索的精神。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书时，首先吸引我的是它的厚度，这通常意味着内容非常充实，能够深入探讨一个主题。尽管我不是光电子专业的，但“平面单片集成声光波导光开关”这个书名还是激起了我的好奇心。我理解“集成”意味着将多种功能集成到一块芯片上，而“声光”则暗示了声音和光的相互作用，这听起来就充满了科学的奇妙。书名中的“波导”则让我联想到光纤通信，似乎这本书是在研究更高级的光信号控制技术。我尤其对“光开关”这个词感到兴趣，它让我联想到信息传输中的“路口”，可以控制光信号向何处流动，这对于构建更高效、更快速的光网络至关重要。作者“朱京平”的名字虽然我并不熟悉，但9787030200440这个ISBN号，加上“科学出版社”的标志（我猜测的），让我觉得这本书的学术性和权威性有很高的保证。我设想这本书的读者，很可能是那些致力于光学通信、量子计算、微纳光子学等领域的研究者，他们可能会在这本书中找到解决技术难题的理论基础和实验方法。这本书的出现，对于推动相关学科的发展， certainly plays a significant role，也为整个信息技术领域的前进注入了新的动力。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的那一刻，我便被它沉甸甸的质感和封面设计所吸引。这绝非一本随处可见的科普读物，而是带着一股浓厚的学术气息，仿佛一本来自科学殿堂的珍贵秘籍。《平面单片集成声光波导光开关》这样的书名，本身就充满了探索未知的魅力。我并非光学领域的专业人士，但“集成”、“声光”、“波导”和“光开关”这些词汇，足以让我联想到这是一个关于如何在一个微小平面上，通过声波来控制光信号流动的高精尖技术。我甚至可以想象，这本书的作者朱京平先生，一定是一位在该领域有着深厚造诣的专家。我期待在这本书中能够了解到，声波是如何与光波产生相互作用，进而实现对光信号的精准操控的。这种技术，如果能够实现，将极大地推动光通信、光计算乃至人工智能等领域的发展。这本书，对于任何一位对前沿科学技术充满好奇、渴望深入了解光电集成领域的研究者和工程师来说，都无疑是一份宝贵的知识财富，它可能为解决当今信息技术面临的挑战提供全新的思路和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透着一股严谨的学术气息，厚重的纸张和精美的印刷，让人一看就知道是出自正规出版机构。虽然我对光波导技术并非全然精通，但从书名“平面单片集成声光波导光开关”和作者“朱京平”来看，这是一本非常专业的学术著作，很可能涉及到精密光学、声学与材料科学的交叉领域。我尝试理解其中的一些关键术语，比如“平面单片集成”，这似乎意味着技术实现上具有高度的集成度和微观化，能够在同一块基底上完成复杂的器件制造，这对于 miniaturization 发展至关重要。而“声光波导”和“光开关”则直接点明了核心内容：利用声波来调控光信号的传输路径。这在光通信、光计算等前沿领域具有巨大的潜在应用价值。我甚至可以想象，这本书的读者群可能是高校的研究生、科研院所的工程师，或是对高端光学器件充满好奇的资深技术爱好者。虽然我现在还未深入阅读，但仅凭书名和初步的印象，就已经能感受到这本书背后蕴含的深厚技术底蕴和科研价值。它的出版，无疑为相关领域的研究人员提供了重要的参考资料，也可能启发新的研究思路和技术突破。