光計算技術基礎(精) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李修建賈輝楊俊波劉菊楊建坤... 編

圖書標籤:

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• 光信息處理
• 新型計算
• 並行計算
• 光電子學
• 集成光學
• 人工智能
• 高性能計算

店鋪： 土星圖書專營店

齣版社： 國防工業

ISBN：9787118089608

商品編碼：29521223771

開本：16

齣版時間：2013-08-01

基本信息

• 商品名稱：光計算技術基礎(精)
• 作者：李修建//賈輝//楊俊波//劉菊//楊建坤
• 定價：60
• 齣版社：國防工業
• ISBN號：9787118089608

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2013-08-01
• 印刷時間：2013-08-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：精裝
• 頁數：234
• 字數：348韆字

編輯推薦語

《光計算技術基礎》從光計算的物理實現角度進行體係和結構設計，體係上涵蓋瞭光學運算單元、光交換及光互連、光學存儲、光學緩存及同步的硬件構成等較完整的光計算研究領域。本書內容不僅包含瞭傳統的光學元件和係統分析，還包含瞭半導體光電子器件理論及技術，以及已經被證明將是光計算機核心構成的光互連係統和三維光學存儲與調製元件，並加入瞭*具有前沿性的光學緩存及同步器件等新型光信息傳輸與處理技術及器件。本書由李修建、賈輝等編著。

內容提要

光計算技術是一種很有前途的新概念計算技術， 部分技術已經在**並行計算機上得到成功應用。《 光計算技術基礎》對一些主要的光計算技術和器件的 原理、實驗技術、*新研究成果和應用進行瞭描述， 內容涵蓋瞭半導體多量子阱光電子器件、VCSEls光源 、微光學和衍射光學元件、光學存儲、並行光互連、 光學緩存等主要的光計算技術和器件，並對未來光計 算技術的發展作瞭展望。
     《光計算技術基礎》可供計算機科學、物理學、 材料科學、自動化等學科領域的研究人員和高等院校 研究生、本科生進行研究和教學參考。本書由李修建 、賈輝等編著。
    

目錄

第1章 光計算技術概述
1.1 計算發展史及發展趨勢
1.1.1 原始計算時代
1.1.2 手工計算時代
1.1.3 機械和機電計算時代
1.1.4 電子計算時代
1.1.5 **並行計算機現狀及其發展
1.1.6 未來計算機技術發展展望
1.2 光計算概念及涵義
1.2.1 光學基本數字運算操作
1.2.2 光計算機係統結構基本模型
1.3 光學計算處理基礎
1.3.1 全息光柵
1.3.2 光學傅裏葉變換
1.3.3 阿貝成像原理與空間濾波
1.3.4 光學相關器
1.3.5 光學數字處理
參考文獻
第2章 半導體多量子阱光電子邏輯器件
2.1 半導體多量子阱基本原理
2.1.1 微納材料與量子局限效應
2.1.2 半導體多量子阱與自電光效應
2.2 自電光效應器件基本原理與特性
2.2.1 如何實現自電光效應
2.2.2 二極管偏置自電光效應器件實現雙穩態
2.2.3 對稱自電光效應器件
2.2.4 對稱自電光效應器件實現邏輯運算
2.3 多量子阱調製器的優化及特性
2.3.1 反射型調製器
2.3.2 非對稱F-P反射型調製器
2.3.3 多量子阱調製器性能
2.4 麵陣集成自電光效應陣列器件
2.4.1 多量子阱調製器和電子電路的集成-靈巧像素
2.4.2 多量子阱空間光調製器
2.5 總結及展望
參考文獻
第3章 光計算中的微型光源
3.1 概述
3.2 側麵發射光電子器件
3.2.1 LED與LD
3.2.2 功能光互連與半導體光源的發展
3.3 LED及LD模式垂直錶麵發射光源的結構及原理
3.3.1 LED模式垂直錶麵發射光源結構和功能特點
3.3.2 LD模式垂直錶麵發射光源初步
3.3.3 垂直錶麵發射光源的集成
3.4 VCSELs激光器
3.4.1 VCSELs的結構
3.4.2 VCSELs特性
3.4.3 VCSELs的優化設計
3.4.4 VCSELs的進展及趨勢
3.5 微型激光器的應用
3.5.1 光學邏輯器件
3.5.2 串行一並行數據轉換
3.5.3 並行光數據連接
3.6 總結及展望
參考文獻
第4章 微光學與衍射光學元件
4.1 引言
4.2 微光學元件設計
4.2.1 幾何光學設計
4.2.2 設計的標量分析
4.2.3 設計的矢量分析
4.3 微光學元件的加工技術
4.3.1 離子交換製備技術
4.3.2 利用相位掩膜的模擬光刻蝕技術
4.3.3 電子東納米光刻製造技術
4.4 平麵微透鏡陣列及其應用
4.4.1 膨脹結構的平麵微透鏡
4.4.2 微透鏡陣列應用
4.5 衍射光學元件的理論基礎
4.5.1 綫性閃耀光柵
4.5.2 衍射透鏡
4.5.3 衍射效率
4.6 二元光學元件
4.6.1 二元光學元件的設計
4.6.2 二元光學元件的製作
4.6.3 二元光學元件的應用
4.7 總結及展望
參考文獻
第5章 光學存儲器件
5.1 概述
5.2 雙光子吸收原理及其應用
5.2.1 雙光子過程
5.2.2 利用雙光子過程進行3D讀寫
5.3 光摺變效應及空間光調製器
5.3.1 光摺變效應及光摺變晶體
5.3.2 光摺變光尋址空間光調製器
5.3.3 光摺變空間光調製器的圖像操作
5.4 光學全息存儲
5.4.1 光學全息存儲概述
5.4.2 光學體全息存儲
5.5 近場光學存儲
5.5.1 超分辨近場結構光存儲概述
5.5.2 超分辨存儲實現的基本原理
5.5.3 超分辨掩膜的近場光學特性
5.6 光學存儲器件展望
參考文獻
第6章 並行光互連
6.1 概述
6.2 光交換與光互連網絡初步
6.2.1 光交換技術簡介
6.2.2 光互連網絡技術簡介
6.3 全混洗變換的基本理論與分析
6.3.1 PS變換的基本理論
6.3.2 二維全混洗變換的理論
6.3.3 PS及FPS變換的實現方法
6.4 微光學元件實現全混洗變換
6.4.1 微閃耀光柵陣列實現左混洗變換
6.4.2 微閃耀光柵實現RPS和IPS混洗變換
6.4.3 微閃耀光柵麵陣實現二維全混洗變換
6.5 采用微光學元件的光互連模塊
6.5.1 微光學元件在Omega光互連網絡中的應用設計
6.5.2 利用微光學元件設計全交叉光網絡模塊
6.5.3 利用微光學元件構建二維榕樹網絡
6.5.4 微閃耀光柵解復用器與分束器設計
6.6 總結及展望
參考文獻
第7章 光緩存與全光同步技術前沿
7.1 概述
7.2 基於慢光原理的光學緩存與同步
7.2.1 慢光基本原理
7.2.2 慢光技術介紹
7.3 光緩存與同步技術展望
參考文獻

光計算技術基礎（精） 內容概述： 《光計算技術基礎（精）》是一本深入探討光計算核心原理、關鍵技術、發展曆程及其未來前景的權威著作。本書旨在為讀者構建一個全麵而係統的光計算知識體係，從基礎理論齣發，逐步深入到具體的技術實現和應用層麵。全書共分為九章，條理清晰，邏輯嚴謹，既注重理論的深度，也兼顧瞭技術的廣度，力求為光學、電子工程、計算機科學、物理學等相關領域的學生、研究人員以及工程師提供一本不可或缺的參考書。 第一章：光計算的興起與基本概念 本章首先追溯瞭計算技術從電子走嚮光學的曆史必然性。我們將詳細闡述電子計算在處理速度、能耗、並行性等方麵遇到的瓶頸，以及光學在信息傳輸和處理方麵所展現齣的天然優勢，如高帶寬、低延遲、抗電磁乾擾等。接著，本章將引齣“光計算”這一核心概念，對其進行定義和分類，區分瞭全光計算、光電混閤計算等主要形式，並闡述瞭光計算的基本工作原理，即利用光子的波動性、粒子性以及攜帶信息的能力來實現計算功能。同時，本章還會介紹光計算與傳統電子計算在基本邏輯門操作、存儲方式等方麵的區彆與聯係，為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 第二章：光信息載體與光學元件 本章將深入探討光計算中信息得以承載和傳輸的基本媒介——光。我們將詳細介紹光的本質，包括電磁波理論、光子的概念，以及光的關鍵屬性如波長、頻率、偏振、強度等。在此基礎上，本章將重點介紹用於操控光信號的關鍵光學元件。這包括但不限於： 光源： 介紹各種類型激光器（如半導體激光器、光縴激光器）的原理、特性及其在光計算中的應用；LED光源的特點與適用場景。 調製器： 詳述電光調製、聲光調製、熱光調製、空間光調製器（SLM）等不同調製技術的原理、調製速度、調製深度及在編碼光信號中的作用。 透鏡與反射鏡： 講解幾何光學與衍射光學在聚焦、準直、成像等方麵的基本原理，以及它們在構建光路係統中的重要性。 分束器與閤束器： 介紹各種分束器（如立方角分束器、介質分束器）和閤束器的工作原理，它們在實現並行處理和信號閤成中的作用。 光柵與衍射元件： 闡述全息光柵、體光柵等衍射元件的結構與功能，以及它們在實現多路復用、波長分離等方麵的潛力。 光開關與光路由： 探討實現光信號路徑切換和路由選擇的各種光開關技術，如機械式、熱光式、電緻伸縮式、液晶式等，以及它們的響應速度和集成度。 光濾波器： 介紹不同類型的光濾波器（如窄帶濾波器、寬帶濾波器、可調濾波器）及其在信號選擇和抑製噪聲中的作用。 第三章：光邏輯門與全光運算 本章是光計算核心部分，將聚焦於如何用光學器件實現基本的邏輯運算。我們將詳細介紹各種實現“與”、“或”、“非”、“異或”等基本邏輯門的光學方法，包括： 基於非綫性光學效應的光邏輯門： 闡述 Kerr 效應、光緻摺射效應等非綫性現象如何用於構建光開關和光邏輯門，並分析其優缺點。 基於乾涉和衍射的光邏輯門： 介紹利用邁剋爾遜乾涉儀、馬赫-曾德爾乾涉儀等光學乾涉原理，以及衍射元件的特性來實現邏輯操作。 基於半導體光放大器（SOA）和光開關陣列的光邏輯門： 探討SOA的增益飽和效應和門控效應，以及大型光開關陣列在實現復雜邏輯功能中的應用。 量子點與納米光子學的光邏輯門： 簡要介紹量子點和納米結構在構建超小型、低功耗光邏輯門方麵的最新進展。 在掌握瞭基本邏輯門之後，本章將進一步探討如何將這些光邏輯門組閤起來，構建全光加法器、減法器、比較器等更復雜的算術邏輯單元（ALU），以及全光存儲器和全光控製器。我們將分析全光運算的並行性優勢，以及如何在光學域實現數據流的同步和控製。 第四章：光存儲技術 高效可靠的光存儲是構建完整光計算係統的關鍵。本章將迴顧和展望各種光存儲技術，包括： 基於光盤的光存儲： 簡述CD、DVD、Blu-ray等技術的基本原理，分析其存儲密度、讀寫速度和壽命等指標，並探討其在現代數據存儲中的局限性。 全息存儲： 詳細介紹全息存儲的基本原理，包括全息圖的記錄與再現過程，及其在實現高密度、快速讀寫方麵的巨大潛力。本章將討論全息存儲的材料、記錄方法、讀齣方式以及麵臨的挑戰。 光子晶體與錶麵等離激元光存儲： 介紹利用光子晶體和錶麵等離激元效應實現超高密度光存儲的最新研究方嚮，分析其潛在的性能優勢。 光場存儲與動態全息存儲： 探索如何利用多維光場信息進行存儲，以及動態全息存儲在實現可重構存儲介質方麵的應用前景。 第五章：光互連與光網絡 隨著信息量的爆炸式增長，光互連技術在提高計算係統內部和係統間的通信速度方麵扮演著越來越重要的角色。本章將深入探討： 芯片級光互連： 介紹矽光子技術、聚閤物光波導等，以及它們在芯片內部實現高速、低功耗光信號傳輸的原理和優勢。 光縴通信基礎： 迴顧光縴通信的基本原理，包括光信號的産生、傳輸、接收，以及不同類型光縴的特性。 光網絡架構： 介紹無源光網絡（PON）、波長分割多路復用（WDM）等光網絡技術，分析它們如何實現高效的信息分發和路由。 光交換技術： 探討光開關、光交叉連接器（OXC）等光交換設備在構建高速、可重構光網絡中的作用。 光計算中的網絡拓撲： 分析不同光計算架構（如並行處理、分布式計算）對網絡拓撲結構的要求，以及如何設計高效的光互連網絡來支持這些架構。 第六章：並行處理與光計算架構 光計算最顯著的優勢之一是其天然的並行處理能力。本章將深入研究如何構建高效的光計算架構： 大規模並行處理（MPP）： 探討如何利用光學並行性實現大量數據的同步處理，例如在圖像處理、模式識彆等領域。 分布式光計算： 分析如何將計算任務分布到多個光學處理單元，並通過光互連網絡協同工作，以解決超大規模問題。 類腦光計算架構： 介紹受人腦結構和功能啓發的類腦光計算模型，如人工神經網絡的光學實現，以及其在機器學習和人工智能領域的應用潛力。 光子集成電路（PIC）： 探討如何將多種光學元件集成到單一同質襯底上，實現小型化、低功耗、高性能的光計算芯片。 光子晶體器件在計算中的應用： 介紹光子晶體波導、諧振腔等器件在構建新型光子計算單元和架構中的作用。 第七章：光計算的挑戰與解決方案 盡管光計算前景廣闊，但仍麵臨諸多挑戰。本章將深入剖析這些挑戰，並探討可能的解決方案： 光信號的易損性與噪聲： 分析光信號在傳輸和處理過程中易受到的乾擾，以及提高信號質量、降低噪聲的方法，如編碼技術、糾錯碼、高效濾波器等。 光器件的小型化與集成度： 討論如何將光學元件製造得更小、更集成，以實現與電子集成電路相媲美的密度和性能。 功耗與散熱問題： 分析光計算的能耗來源，以及如何通過優化設計、采用低功耗材料和技術來解決功耗和散熱問題。 與現有電子係統的兼容性： 探討如何實現光計算與傳統電子計算係統的無縫對接，包括光電轉換技術、接口設計等。 製造工藝與成本： 分析大規模生産光計算器件所需的先進製造技術和成本控製問題。 第八章：光計算的典型應用領域 本章將聚焦於光計算在各個領域的實際應用，展示其解決復雜問題的能力： 信號處理與通信： 在高速數據傳輸、信號解調、頻譜分析等領域的光學實現。 人工智能與機器學習： 利用光計算進行神經網絡的加速計算，實現更快的訓練速度和更低的能耗，特彆是在圖像識彆、自然語言處理等方嚮。 科學計算與模擬： 在流體力學、天氣預報、分子動力學模擬等復雜科學問題的光學求解。 模式識彆與圖像處理： 利用光學傅裏葉變換、全息術等實現高速、低功耗的圖像識彆和處理。 生物醫學成像與診斷： 光學技術在顯微成像、三維重建、光譜分析等方麵的應用。 量子計算的接口： 探討光計算在與量子計算係統交互中的作用，如量子比特的讀齣與控製。 第九章：光計算的未來展望 本書的最後一章將對光計算的未來發展趨勢進行展望。我們將探討： 通用光計算（General-Purpose Optical Computing）： 展望實現能夠執行任意算法的全光計算機的可能性。 類腦光計算的進一步發展： 預測在模擬人腦信息處理機製方麵取得的突破。 與人工智能的深度融閤： 討論光計算如何成為下一代人工智能硬件的基礎。 新材料與新結構的應用： 展望超材料、二維材料等在光計算中的潛力。 倫理與社會影響： 簡要探討光計算技術發展可能帶來的社會變革和倫理考量。 《光計算技術基礎（精）》不僅是一本教科書，更是一份對光計算技術前沿的深入探索。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解光計算的核心價值，掌握其關鍵技術，並洞察其在未來科技發展中的重要地位。

評分☆☆☆☆☆

閱讀技術書籍對我而言，往往是一個與作者進行“思想對話”的過程。我最看重的是作者的敘事節奏和對復雜概念的“翻譯”能力。好的作者懂得如何層層遞進，從最直觀的例子入手，逐步引嚮數學的嚴謹性。我希望能在這本書裏找到一種“啓發性”的閱讀體驗，而不是被動地接受信息堆砌。例如，在講解某個關鍵的光學器件工作原理時，如果能穿插一些曆史演變或者不同技術路徑的對比分析，將會極大地增強知識的鮮活性和立體感。我個人對那些能夠洞察技術發展趨勢並將其融入基礎講解的描述尤為青睞，這能幫助我們預判未來的技術走嚮，不至於學到的知識很快就過時瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值，很大程度上取決於它對當前行業標準的涵蓋程度以及對未來技術趨勢的洞察力。作為一個希望將理論付諸實踐的讀者，我非常關注書中對於現有主流架構和關鍵性能指標（如信噪比、傳輸速率、能耗等）的量化描述和評估方法。如果書中能提供一些經典的實驗設計思路或者仿真模型的入門指導，那就更好瞭。畢竟，技術的基礎不僅僅在於“是什麼”，更在於“如何驗證”和“如何優化”。我希望能從這本書中梳理齣一條從理論到工程實現的關鍵路徑，哪怕隻是一個清晰的路綫圖，也能為後續的深入研究或實際項目開發提供一個堅實的起點。

評分☆☆☆☆☆

從學習者的角度來看，一本優秀的參考書必須具備極高的“可檢索性”和“復習友好度”。這意味著索引、術語錶和關鍵公式的標注都需要做到位。我希望這本書的組織結構是高度模塊化的，使得我在需要快速迴顧某個特定知識點時，可以迅速定位，而不需要從頭到尾地翻閱。此外，專業的書籍常常涉及大量晦澀難懂的符號和縮寫，如果作者能提供一份清晰的符號注解清單，並在首次齣現復雜公式時給予詳盡的變量解釋，將極大地提高學習效率。總而言之，我期待這本書在提供深度知識的同時，也能兼顧學習過程中的便捷性和迴顧時的精確性，成為一本可以長期置於案頭的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

初翻目錄時，我心中的預期是比較高的，畢竟“基礎”二字通常意味著對概念的梳理和體係的構建，這對任何想進入新領域的學習者來說都是至關重要的。我特彆關注瞭它對核心原理的闡述深度，比如信息編碼、調製解調機製，以及光場調控的數學模型部分，這些是構成整個技術框架的基石。理想中的“基礎”讀物，應當能將那些看似抽象的物理現象，用清晰、邏輯嚴密的步驟轉化成可理解的工程語言。我希望作者沒有急於展示那些炫目的應用案例，而是將足夠篇幅用於打磨基礎概念的定義和相互間的邏輯關係，確保讀者在麵對更復雜的係統時，能夠迅速定位到問題的根源。如果這本書能做到這一點，它就不隻是一本教材，更像是一份可靠的“導航圖”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，那種沉穩又不失現代感的封麵，尤其是“精”這個字的處理，透露齣一種對內容的自信和對讀者的尊重。拿到手裏，那種恰到好處的重量感和紙張的質感，立刻就讓人感覺這是一本值得細細品味的專業書籍。我尤其欣賞它在細節上的考究，內頁的排版疏密得當，字體選擇也十分清晰易讀，即便是長時間閱讀技術性較強的文字，眼睛也不會感到特彆疲勞。這種對物理載體的精益求精，無疑為即將開始的知識探索之旅奠定瞭極佳的心情基調。我希望這本書的內涵能夠和它的外在一樣，經得起反復推敲和時間的檢驗，為我們構建起堅實的理論大廈。光是“光”這個意象，就充滿瞭無限的可能性與速度感，期待這本書能帶領我領略到其中蘊含的深層奧秘與前沿動態。