信息光子學物理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋菲君，羊國光，餘金中 著

圖書標籤:

• 信息光子學
• 光子學
• 信息科學
• 物理學
• 光學
• 量子光學
• 光電子學
• 通信
• 傳感器
• 納米光子學

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301106532

版次：1

商品編碼：10594839

包裝：平裝

叢書名： 北京大學物理學叢書

開本：32開

齣版時間：2006-10-01

用紙：膠版紙

頁數：702

字數：620000

正文語種：中文

內容簡介

光子學（photonics）是研究光子作為信息和能量載體的科學，光子學與信息科學的交叉形成信息光子學（information photonics），它既是傳統波動光學的提高和發展，又是近代光學和微電子學的綜閤和升華。本書共分十五章，內容涉及信息光子學中經典、近代和前沿的大部分重要分支學科，係統地論述光子（光波）的激發和産生，光波在各嚮異性介質、光波導和光縴中的傳播，光波的振幅、相位調製和空間光調製，光的濾波、開關、放大、探測，光縴中的色散及其補償，光縴中的非綫性效應，以及近年來引起科學技術界廣泛注意的前沿課題——光子晶體光縴。作為信息光子學的重要應用領域，本書又係統介紹瞭光信息顯示(投影顯示)和光通信的主要課題。
本書既全麵講述物理原理，又兼顧前沿應用，可作為高校光電信息、光電子、光學工程、應用物理等專業研究生和大學本科高年級學生的教材，也可供光電信息領域(應當正確地稱為信息光子學領域)從事研發、生産和經營的科技和業務人員參考。

作者簡介

宋菲君，1966年畢業於北京大學物理係。現為大恒新紀元科技股份有限公司董事、副總裁兼總工程師，研究員，博士生導師，中國物理學會理事，國際光子工程學會院士（Fellow SPIE），國傢級專傢，享受國務院頒發的政府特殊津貼。

目錄

第一章 光波在各嚮異性介質中的傳播
1.1 各嚮異性介質中的介電張量
1.2 平麵波在各嚮異性介質中的傳播
1.3 幾何錶象
1.4 相速度、群速度和能流速度
1.5 單軸晶體和雙軸晶體中光波的傳播
1.6 雙摺射現象和晶體偏振器件
1.7 自然鏇光性
1.8 運用耦閤模理論分析光波在周期變化摺射率介質中的傳播
1.9 光波在漸變摺射率介質中的傳播和自聚焦效應
附錄A1 光波偏振態的瓊斯矩陣錶象
參考文獻

第二章 光波的調製
2.1 綫性屯光效應
2.2 電光調製器
2.3 調製偏振光空間正交方位信息傳遞
2.4 二次電光效應
2.5 磁光效應
2.6 聲光效應
2.7 布拉格衍射
2.8 用耦閤模理論來分析布拉格衍射
2.9 拉曼納斯衍射
2.10 聲光器件及其應用
2.11 聲光頻移激光多普勒測速儀
2.12 聲光可調濾波器和可調相移多光譜照相機
參考文獻

第三章 光波的空間調製
3.1 概論
3.2 磁光空間光調製器
3.3 液晶的扭麯效應及薄膜晶體管驅動液晶顯不器
3.4 鐵電液晶和電光開關
3.5 液晶投影機和液晶背投電視
3.6 混閤場效應和液晶光閥
3.7 PROM器件
3.8 數字微反射鏡器件（DMD）和數字化投影
3.9 光信息顯示係統的物理模型和etendue分析
附錄A3 偏振光在綫性扭麯介質中的傳播
參考文獻

第四章 光波在波導中的傳播
4.1 引言
4.2 平麵光波導
4.3 能流和模間的正交性
4.4 幾何光學處理和全反射相移修正
4.5 矩形光波導
4.6 用耦閤模方法求解波導問題
4.7 導波光學的典型器件（Ⅰ）
4.8 導波光學的典型器件（Ⅱ）
4.9 具有漸變摺射率分布的平而波導
4.10 光波與光波導的耦閤機構
4.11 光電子集成迴路簡介
附錄A4 厄米方程和厄米多項式
參考文獻

第五章 光波在光縴中的傳播
第六章 半導體發光二極管
第七章 半導體激光器
第八章 半導體光電探測器
第九章 光學網絡引論
第十章 濾波器和波分復用
第十一章 無源光縴器件
第十二章 光縴放大器
第十三章 光縴中的色散和偏振補償
第十四章 光縴的非綫性效應
第十五章 光子晶體光縴
中文詞匯索引
英文及英文縮寫詞匯索引

前言/序言

《晶體學與結構化學導論》 圖書簡介 一、 導論：物質世界的微觀圖景 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的晶體學與結構化學基礎知識體係。在物質科學研究的前沿，理解材料的宏觀性質與其微觀結構之間的內在聯係是至關重要的。本書從基礎概念入手，係統地闡述瞭晶體這一特殊固態物質形態的本質特徵、形成機製及其結構描述方法。我們力求構建一座堅實的橋梁，連接抽象的數學理論與具體的物質形態，使讀者能夠從原子和分子的尺度上理解我們周圍世界的物質構成與功能錶現。 二、 晶體學的幾何基礎與對稱性原理 晶體學是一門高度依賴於幾何描述的學科。本書首先詳細介紹瞭點陣理論，這是描述晶體周期性排列的數學框架。我們深入探討瞭布拉維點陣的230種空間群，以及它們如何精確地定義瞭晶體內部原子的重復單元。對稱性是晶體的核心屬性，本書用瞭大量篇幅來解析各種對稱操作，包括鏇轉軸、反射麵、反演中心以及最重要的螺鏇軸和滑移麵。通過對 Schoenflies 符號和 Hermann-Mauguin 符號的係統性講解，讀者將掌握如何準確地命名和識彆任何給定的晶體結構。我們特彆關注瞭群論在描述晶體對稱性中的應用，這不僅是理論上的嚴謹要求，也是理解材料各嚮異性物理性質的齣發點。 三、 晶體結構解析方法與實踐 要確定物質的真實結構，需要依賴實驗手段。本書詳盡介紹瞭X射綫衍射（XRD）技術，這是當前解析晶體結構的最主要方法。我們不僅解釋瞭布拉格定律的物理意義，更深入探討瞭衍射強度與結構因子之間的關係。從單晶衍射數據采集的幾何原理到三維電子密度圖的重建過程，本書提供瞭清晰的步驟指導。此外，對於粉末衍射數據，我們也討論瞭其在物相鑒定和結構精修中的重要作用。為瞭補充X射綫衍射的局限性，本書還介紹瞭中子衍射和電子衍射的基本原理及其在特定研究領域的應用，例如對輕元素或磁性材料的研究。 四、 化學鍵與結構形成：分子間與分子內作用力 結構化學的核心在於理解原子和分子如何結閤形成穩定的結構。本書將結構描述與化學成鍵理論緊密結閤。我們係統迴顧瞭離子鍵、共價鍵、金屬鍵的性質及其對晶格能的影響。對於分子晶體和共價網絡結構，分子間作用力（如範德華力、氫鍵）起著決定性作用。書中詳細分析瞭氫鍵的類型、強度及其在生物分子和配位聚閤物中的重要性。通過價層電子對互斥理論（VSEPR）和雜化軌道理論，我們解釋瞭分子構象與晶體堆積方式之間的關係。 五、 結構化學的案例研究與前沿應用 理論學習的最終目的是應用於解決實際問題。本書精選瞭多個關鍵材料體係作為案例進行深入分析，以展示結構化學原理的強大解釋力。 1. 無機化閤物結構： 我們分析瞭矽酸鹽、氧化物（如鈣鈦礦結構）和硫化物的晶體化學，解釋瞭它們在催化、電子傳輸中的作用。 2. 金屬有機框架（MOFs）與配位聚閤物： 這些是近年來材料科學的熱點。本書闡述瞭配位幾何學如何指導這些多孔材料的設計，以及其在氣體吸附、分離和傳感中的潛力。 3. 晶體缺陷化學： 完美的晶體在自然界中極少存在。本書討論瞭點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）和綫缺陷（位錯）如何顯著影響材料的機械強度、導電性和光學性質，這對於材料的實際應用至關重要。 六、 晶體結構數據庫與計算工具 掌握結構化學知識還需要熟悉現代研究工具。本書指導讀者如何高效地檢索和利用國際標準晶體學數據庫（如 CSD）。此外，我們還介紹瞭結構建模和能量最小化等基礎計算工具，幫助讀者在計算機上模擬和預測新的晶體結構和相變過程。 目標讀者 本書內容涵蓋瞭從基礎概念到高級應用的廣度與深度，特彆適閤於化學、材料科學、物理學、地質學以及相關工程領域的高年級本科生和研究生作為教材或參考書。對於從事材料閤成、錶徵與性質研究的科研人員，本書也將是一本不可或缺的參考手冊。通過對本書的學習，讀者將能夠獨立地解析復雜的晶體結構數據，並基於原子排列的規律，設計和預測具有特定功能的先進材料。 本書特色 本書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在理論深度和實踐應用之間取得平衡。我們采用大量的圖示和清晰的數學推導，確保讀者能夠完全掌握晶體學中的抽象概念。本書強調將幾何描述與化學鍵閤的物理圖像相結閤，最終構建對固體物質世界的整體認知。

評分☆☆☆☆☆

《信息光子學物理》這本書，我可以說是一口氣讀下來的。它並非那種讓你昏昏欲睡的教科書，而是充滿瞭生機和活力的知識載體。作者的筆觸非常生動，他善於用日常生活中的例子來解釋復雜的物理現象，比如用“光的顔色”來闡釋光譜，用“水波的疊加”來類比光的乾涉。在閱讀過程中，我常常會因為書中某個巧妙的比喻而會心一笑，或是因為某個令人驚嘆的科學發現而感到興奮。書中對光子的量子特性的闡述，是我之前從未接觸過的，作者通過層層遞進的講解，讓我逐漸理解瞭量子世界的奇妙。特彆是關於光子在信息編碼和傳輸中的作用，書中給齣瞭非常清晰的解釋，讓我明白為什麼光通信能夠實現如此高的帶寬和速度。同時，書中對光學器件的介紹，如透鏡、棱鏡、以及更復雜的量子點和光子晶體，也讓我對信息處理的硬件基礎有瞭更直觀的認識。雖然書中有些部分涉及到瞭相對論和量子場論的一些初步概念，但這並沒有成為閱讀的障礙，反而激發瞭我進一步探索的興趣。這本書讓我感覺，物理學並非是遙不可及的學科，而是與我們日常生活息息相關的科學。

評分☆☆☆☆☆

我對於《信息光子學物理》這本書最深刻的印象，是它在理論深度和實踐應用之間的巧妙平衡。作為一名對信息技術領域有著濃厚興趣的愛好者，我一直希望能更深入地理解支撐現代通信和計算的底層物理原理。這本書恰好滿足瞭我的需求。書中不僅詳細闡述瞭光子的量子特性，以及這些特性如何在信息傳輸和處理中發揮關鍵作用，還緊密結閤瞭諸如光通信、光計算、光傳感等實際應用場景。例如，在討論光縴通信時，書中不僅講解瞭光在光縴中的傳播原理，還詳細介紹瞭不同類型的光縴以及它們在實際通信網絡中的優劣勢，讓我對我們日常使用的互聯網有瞭更深層次的認識。此外，書中對量子信息處理和量子計算的介紹，雖然篇幅不長，但點齣瞭未來信息技術發展的方嚮，讓我對未來的科技發展充滿瞭期待。雖然書中涉及瞭一些前沿的物理概念，比如光子晶體、超材料等，但作者的講解清晰易懂，配以大量的圖示和實例，即使是初學者也能循序漸進地掌握。這本書的價值在於，它不僅僅是一本教材，更像是一扇通往信息光子學世界的窗戶，讓我得以窺見其中令人驚嘆的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我之所以如此推崇《信息光子學物理》這本書，是因為它以一種非常前瞻的視角，揭示瞭信息時代背後深刻的物理學支撐。作者在書中並沒有止步於介紹經典的光學原理，而是將目光聚焦在瞭量子光子學和信息科學的交叉領域。書中對量子糾纏、量子疊加等概念的解讀，讓我對未來信息處理的可能性有瞭全新的認識，比如量子計算和量子通信的潛在顛覆性影響。同時，作者也詳細介紹瞭光子在新型信息存儲、傳感技術等方麵的應用，這些內容都極具啓發性，讓我看到瞭信息光子學在解決未來社會挑戰方麵的巨大潛力。書中對一些最新研究成果的介紹，雖然可能超齣瞭我目前的理解範疇，但作者的引導使得這些前沿概念不再顯得遙不可及，而是充滿瞭探索的魅力。這本書的語言風格嚴謹而不失趣味，既有嚴謹的科學論述，又不乏引人入勝的敘事。總而言之，這是一本能夠拓展你視野，激發你思考，讓你深刻理解信息技術根源的書籍，非常值得一讀。

評分☆☆☆☆☆

這本《信息光子學物理》真是讓我大開眼界，盡管我本職並非物理專業，對光子學也隻有淺顯的瞭解，但在閱讀過程中，作者將那些原本晦澀難懂的概念，用一種非常引人入勝的方式娓娓道來。書的開篇，作者沒有直接切入復雜的理論推導，而是從人類對光的探索曆程入手，勾勒齣光子學發展的大緻輪廓，這種曆史的視角讓我很快融入瞭書中。接著，書中對光的基本性質，例如波粒二象性、光子的能量與動量等，進行瞭深入淺齣的剖析，並通過大量生動的類比，將抽象的物理概念具象化，讓我這個門外漢也能領會其精髓。特彆值得一提的是，書中關於光與物質相互作用的章節，通過對激光、光縴通信等前沿技術的講解，讓我直觀地感受到瞭信息光子學在現代科技中的重要地位，也對未來信息傳輸和處理的可能性産生瞭濃厚的興趣。雖然有些數學公式和物理原理對我來說還是需要反復琢磨，但整體而言，這本書的敘述邏輯清晰，語言生動，非常適閤那些想要跨越學科界限，瞭解信息光子學基本原理和應用前景的讀者。它不像某些學術專著那樣枯燥乏味，更像是一次引人入勝的知識探索之旅，讓我對光子學這個領域充滿瞭好奇和敬畏。

評分☆☆☆☆☆

這本書《信息光子學物理》給我帶來的最直接感受，就是它如同一場精心策劃的科學發現之旅，讓我得以從物理學的視角，重新審視信息技術的發展脈絡。我本身並非物理學背景齣身，最初翻閱此書，多少有些忐忑，擔心會麵對一堆晦澀難懂的公式和理論。然而，齣乎意料的是，作者的敘事風格非常獨特，他巧妙地將物理學的基本概念，如電磁波理論、量子力學等，與信息科學的核心問題巧妙地結閤起來。書中的每一個章節都像是一個獨立的故事，講述瞭某個物理現象是如何被發現、如何被理解，最終又如何被應用於信息技術的某個方麵。例如，關於激光原理的講解，作者沒有停留在理論層麵，而是詳細描述瞭激光從理論提齣到實際應用的各個關鍵節點，以及它如何顛覆瞭信息傳輸的效率。書中對光與材料相互作用的分析，也讓我對光電轉換、光存儲等技術有瞭全新的認識。盡管有些章節的物理深度確實不淺，需要一定的耐心去理解，但整體而言，作者的寫作功力使得這些復雜的概念變得平易近人。讀這本書，我不僅學到瞭知識，更重要的是，我感受到瞭一種探索未知、挑戰極限的科學精神。

評分☆☆☆☆☆

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