集成光学理论与技术(第六版) [Integrated Optics: Theory and Technology, Sixth Ed]

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[美] Robert G.Hunsperger(罗伯特·G.亨斯珀格) 著,叶玉堂,李剑峰,贾东方 等 译
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121294310
版次:6
商品编码:11960131
包装:平装
丛书名: 经典译丛·光学与光电子学
外文名称:Integrated Optics: Theory and Technology, Sixth Ed
开本:16开
出版时间:2016-08-01
用纸:胶版纸
页数:352###

具体描述

内容简介

本书是集成光学方面的一本经典著作,全书共22章,重点论述了集成光学用光波导、耦合器、调制器、激光器、探测器等光电子器件的工作原理及制作工艺,介绍了聚合物和光纤集成光学、量子阱器件、微光机电器件、光子与微波无线系统、纳米光子学等前沿研究,概述了集成光学的应用和发展前景。各章重点阐述物理概念和工程计算,避开复杂的数学推导,理论精辟,内容新颖,简明扼要,深入浅出。每一章末尾列出了主要参考资料并附有习题。

作者简介

罗伯特 G.亨斯珀格,美国特拉华大学电子与计算机工程教授,1967年获康奈尔大学博士学位。1967年至1976年受聘于加州马利布休斯研究室;美国IEEE高级会士, OSA、APS和 SPIE会员。 美国特拉华大学电子与计算机工程教授,1967年获康奈尔大学博士学位。1967年至1976年受聘于加州马利布休斯研究室;美国IEEE高级会士, OSA、APS和 SPIE会员;已发表论文150余篇,持有专利18项,出版专著2部。

目录

第1章 导论
1.1 集成光学的优点
1.2 集成光路的衬底材料
习题
参考文献
第2章 光波导模式
2.1 平面波导结构中的模式
2.2 光模理论的射线光学方法
习题
参考文献
第3章 光波导理论
3.1 平面波导
3.2 矩形波导
习题
参考文献
第4章 波导制作技术
4.1 薄膜沉积
4.2 掺杂原子置换
4.3 载流子浓度减小型波导
4.4 外延生长
4.5 电光波导
4.6 氧化
4.7 制作通道波导的方法
习题
参考文献
第5章 聚合物和光纤集成光学
5.1 聚合物的类型
5.2 聚合物工艺
5.3 聚合物波导互连的应用
5.4 聚合物波导器件
5.5 光纤波导器件
习题
参考文献
第6章 光波导的损耗
6.1 散射损耗
6.2 吸收损耗
6.3 辐射损耗
6.4 波导损耗的测量
习题
参考文献
第7章 波导输入和输出耦合器
7.1 光耦合原理
7.2 横向耦合器
7.3 棱镜耦合器
7.4 光栅耦合器
7.5 楔形耦合器
7.6 楔形模斑转换器
7.7 光纤波导耦合器
习题
参考文献
第8章 波导间耦合
8.1 多层平面波导耦合器
8.2 双通道定向耦合器
8.3 端接耦合脊形波导
8.4 分支波导耦合器
8.5 光纤耦合器和分束器
习题
参考文献
第9章 电光调制器
9.1 调制器和开关的基本工作特性
9.2 电光效应
9.3 单波导电光调制器
9.4 双通道波导电光调制器
9.5 Mach?Zehnder型电光调制器
9.6 使用反射或衍射的电光调制器
9.7 波导调制器与体电光调制器的比较
9.8 行波电极结构
习题
参考文献
第10章 声光调制器
10.1 声光效应的基本原理
10.2 拉曼奈斯型调制器
10.3 布拉格型调制器
10.4 布拉格型光束偏转器和光开关
10.5 声光调制器和偏转器的性能特征
10.6 声光移频器
习题
参考文献
第11章 半导体光发射的基本原理
11.1 晶体中光产生和吸收的微观模型
11.2 半导体中的光发射
11.3 激光
习题
参考文献
第12章 半导体激光器
12.1 激光二极管
12.2 隧道注入式激光器
12.3 聚合物激光器
12.4 用于发射新波长的新型半导体材料
习题
参考文献
有关半导体激光器基本原理的补充阅读资料
第13章 光放大器
13.1 光纤放大器
13.2 非光纤离子掺杂光放大器
13.3 半导体光放大器
13.4 离子掺杂光纤放大器与半导体光放大器的比较
13.5 增益均衡
13.6 光纤激光器
习题
参考文献
有关光放大器的补充阅读资料
第14章 异质结结构限制场激光器
14.1 异质结激光器的基本结构
14.2 异质结激光器的性能特征
14.3 发射波长的控制
14.4 先进结构异质结激光器
14.5 可靠性
14.6 垂直腔激光器
习题
参考文献
有关异质结激光器的补充阅读资料
第15章 分布式反馈激光器
15.1 理论考虑
15.2 制作技术
15.3 性能特征
15.4 纳米DFB激光器
习题
参考文献
第16章 半导体激光器的直接调制
16.1 直接调制的基本原理
16.2 激光二极管的微波频段调制
16.3 单片集成的直接调制器
16.4 放大激光调制
16.5 量子点激光器的直接调制
16.6 激光二极管微波调制的未来前景
习题
参考文献
有关激光二极管调制的补充阅读资料
第17章 集成光探测器
17.1 耗尽层光电二极管
17.2 特殊光电二极管结构
17.3 改进光谱响应的方法
17.4 限制集成光探测器性能的因素
习题
参考文献
第18章 量子阱器件
18.1 量子阱和超晶格
18.2 量子阱激光器
18.3 量子阱调制器和开关
18.4 量子阱探测器
18.5 自电光效应器件
18.6 光电集成回路中的量子阱器件
习题
参考文献
有关量子阱的补充阅读资料
第19章 微光机电器件
19.1 基本力学方程
19.2 薄膜器件
19.3 悬臂梁器件
19.4 扭力器件
19.5 光学元件
19.6 MOEM的未来发展方向
19.7 硅的力学特性
习题
参考文献
第20章 集成光学的应用与发展趋势
20.1 光集成回路的应用
20.2 光电集成回路
20.3 通信器件与系统
习题
参考文献
第21章 光子与微波无线系统
21.1 光子技术与微波技术的融合
21.2 射频与微波信号的光纤传输
21.3 利用光学技术产生微波载波
21.4 未来规划
习题
参考文献
第22章 纳米光子学
22.1 尺度
22.2 电子和光子的性质
22.3 光子和电子的限制
22.4 光子晶体
22.5 纳米结构的制作
22.6 纳米结构的定性和评价
22.7 纳米光子器件
22.8 集成光学和纳米光子学的未来规划
习题
参考文献
中英文名词对照表

前言/序言

美国特拉华大学电子与计算机工程教授,1967年获康奈尔大学博士学位。1967年至1976年受聘于加州马利布休斯研究室;美国IEEE高级会士, OSA、APS和 SPIE会员;已发表论文150余篇,持有专利18项,出版专著2部。


本书讨论光电子器件及其在集成光学和光纤系统中的应用,重点介绍光电子器件如何工作的物理机理及其在各种领域中的应用;为解释一些科学现象和工程原理,给出了必要的数学公式推导和设计方程演变,但尽力避免因烦琐的数学推导反而模糊了一些重要概念;引用了一些学术期刊的插图和文献,以展示相关理论与当代产业重要课题的关联。第六版对所有篇章进行了更新和修订,而且新增一章来讨论纳米光子学。每一章的末尾附有习题,以扩展学生的学术视野。科学家、工程师、学生和工程管理者都可以利用这本书,以了解集成光学的理论架构和前沿技术。


译者简介

叶玉堂 电子科技大学教授、博士生导师;1970年本科毕业于北京大学物理系;1981年获电子科技大学工学硕士学位,1986年作为访问学者由国家教委选派到美国Delaware大学留学。已在Appl. Phys. Lett.、Rev. Sci. Instrum.、《物理学报》、《光学学报》等国内外重要学术期刊和学术会议发表学术论文270余篇,其中SCI收录30余篇,EI收录140余篇,最多单篇下载已超过两千次,最多单篇引用上百次;已完成或在研课题共计50余项,获授权专利近50项,其中绝大多数为发明专利;获四川省科技进步奖、电子部科技进步奖和成都市科技进步奖共8项;出版专著、教材、译著共4本,其中《幾何光學/Principle of Optics》经中国台湾“国立交通大学”陈浩中教授译成繁体字后在国际范围发行;培养博士、博士后近20名,硕士100多名。




李剑峰 博士,教授、博士生导师。2003年于四川大学物理科学与技术学院获光学专业博士学位,同年进入电子科技大学光电信息学院任教。2011年5月至2012年5月在澳大利亚悉尼大学从事访问研究。2013年3月至2015年3月在英国阿斯顿大学任研究员。2011年、2013年和2014年分别入选“欧盟FP7玛丽居里学者”,“教育部新世纪优秀人才计划”和“四川省千人计划”。现主要从事非线性光纤光学、光纤激光及光纤传感、集成光学的教学和科研工作。自2008年以来,一直主讲“光纤光学”的硕士、博士研究生课程和“物理光学”的本科生课程。作为项目负责人和研究骨干主持了自然科学基金、国家863计划、总装备部预研、中国博士后特别资助项目等科研课题20余项。为IEEE高级会员,中国光学工程学会委员、中国宇航学会光电专委会委员。近5年来以第一或通信作者发表SCI收录期刊40余篇,申请国家发明专利12项,并为21个国内外重要刊物的审稿人。




贾东方 博士,副教授,博士生导师。2002年于天津大学精密仪器与光电子工程学院获物理电子学专业工学博士学位,同年进入天津大学仪器科学与技术博士后流动站从事博士后研究工作,2004年出站后留校任教。现主要从事光纤通信与光纤传感、非线性光纤光学、集成光学的教学和研究工作。自2005年以来,一直主讲“非线性光学”“光脉冲技术”硕士、博士研究生课程和“光纤通信及系统”“集成光学”“光通信实验”本科生课程。作为项目负责人或研究骨干主持或参加了国家自然科学基金、国家973计划、天津市自然科学基金、天津市科技攻关培育项目等科研课题10余项。近10年来,以第一作者(通信作者)在国内外重要期刊和国际会议上发表论文30余篇,翻译出版国外著名教材和专著多部,总计600多万字。

Preface to the Chinese Edition

This book is an introduction to the theory and technology of integrated optics and photonics for graduate students in electrical engineering, and for practicing engineers and scientists who wish to improve their understanding of the principles and applications of this continually growing field. This growth has been driven mainly by the vast expansion of worldwide telecommunications and data transmission networks, which has created a strong demand for inexpensive, yet efficient and reliable, integrated optic components. Nowhere has this growth been more apparent than in the Peoples Republic of China. As a result, I believe, there has been much interest in this book among the scientists and engineers of China, dating back to its first publication in 1982.

Over the years the book has been updated with new editions about every five years to include new areas of the general field of integrated optics and photonics that have gained prominence. A total of six new chapters have been added to the original sixteen of the first edition. The most recent, Chapter 22 Nanophotonics, describes the progression from micrometer-sized elements to those with dimensions on the order of nanometers, such as quantum wires, quantum dots and photonic crystals.

I have been fortunate to be able to visit China, first in 1985 and later in 2006, to discuss progress in integrated optics with professors and students from a number of universities. They were very gracious hosts, and I formed many solid friendships, particularly with Professor Shuqi Liu and Professor Yutang Ye at the University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) in Chengdu. Also I was very pleased to learn that Professor Yutang Ye and his colleague Dr. Jianfeng Li, of that university, had been chosen to manage the translation procedure and quality for this edition. I have enjoyed working with them to facilitate its production. Because of the publication of the Chinese version of my book, I believe that there will be more readers in China. The efforts the translators and China Publishing House of Electronics Industry have made are sincerely appreciated.

Newark, DE

April 2010R. G. Hunsperger


本书主要介绍了集成光学和光电子学的理论和技术, 它适合电子工程专业的研究生以及希望对这一持续发展领域的原理和应用有更深理解的在业工程师和科学家。全世界电信和数据传输网络的大量扩展, 产生了对廉价、高效、可靠集成光电器件的强烈需求, 从而推动了集成光学的发展。中国在这方面的发展最为显著。因此, 我相信, 很多中国科学家和工程师对本书的浓厚兴趣应该可以追溯到1982年本书在中国的首次出版。

这些年来, 本书一直与时俱进, 大约每隔5年都会有更新的版本问世, 以增加最近几年集成光学和光子学中长足发展的新领域。最初的第一版含16章, 总计已经新增6章。最近新增的第22章纳米光子学主要介绍量子线、量子点和光子晶体一类微纳元件的进展。

我有幸于1985年和2006年先后两次访问中国, 与几所大学的教授和学生交流集成光学的进展。他们都非常热情好客, 我还结识了很多



《集成光学:理论与技术》第六版简介 《集成光学:理论与技术》(第六版)一书,作为该领域一部享有盛誉的经典著作,其最新版在继承前几版深厚学术底蕴的基础上,紧密追踪了集成光学与光子学近几十年来飞速发展的最新动态与前沿成果。本书并非仅是陈旧知识的简单堆砌,而是经过精心修订与增补,旨在为读者提供一个系统、全面且深入理解集成光学器件原理、设计、制造及其广泛应用的学习平台。全书结构严谨,逻辑清晰,语言精炼,既适合光学、电子工程、物理学、材料科学等相关专业的研究生、高年级本科生作为教材或参考书,也为从事集成光学、光通信、光计算、生物医学传感等领域科研与工程的技术人员提供宝贵的设计指导与技术参考。 第一部分:理论基础与基本概念 本书的开篇,深入阐述了集成光学领域不可或缺的理论基石。首先,作者从麦克斯韦方程组出发,系统推导了导波方程,详细介绍了光在各种波导结构中传播的基本模式,包括基模、高次模以及它们在不同参数下的行为特征。这里,读者将深入理解光场在波导中的约束机制,以及如何通过调整波导的几何形状、折射率分布等参数来精确控制光的传播。 紧接着,本书详细剖析了集成光学中核心的物理现象,如光的衍射、干涉、衍射、以及各种非线性光学效应。这些基本概念的引入,为理解更复杂的集成光学器件的工作原理奠定了坚实的基础。例如,在讲解衍射时,作者不仅会回顾经典的惠更斯原理,更会深入探讨光波在波导边界、刻蚀结构等集成光学环境中发生的复杂衍射行为,以及如何利用衍射效应实现光束的分束、合束或偏转。 本书的一大特色在于,它并没有回避理论的复杂性,而是以一种清晰且循序渐进的方式呈现。例如,在讨论波导理论时,作者会详细介绍解析方法(如模式分析法)和数值方法(如有限元法、有限差分时域法)在分析复杂波导结构中的优势与局限。这使得读者不仅能够掌握理论框架,更能理解在实际设计中,如何根据具体需求选择合适的分析工具。 第二部分:集成光学器件的设计与原理 在打下坚实的理论基础后,本书便将视角转向了集成光学领域至关重要的器件层面。作者系统地介绍了各种经典与新兴的集成光学器件,并对其工作原理、设计原则、性能指标以及制约因素进行了深入的剖析。 1. 波导与耦合器: 作为集成光学系统的基本构建单元,波导的设计与制备至关重要。本书详细介绍了不同类型波导(如脊形波导、埋藏式波导、介质波导)的结构特性、损耗机制(包括散射损耗、弯曲损耗、吸收损耗)以及光传输效率的优化策略。此外,耦合器作为实现光路分路、合路、以及光信号选择性传输的关键器件,其设计也得到了详尽的阐述。无论是定向耦合器、Y形分支耦合器,还是更复杂的Mach-Zehnder干涉仪型耦合器,本书都提供了详细的设计公式、仿真方法和性能评估准则。 2. 调制器: 光调制器是集成光学系统中信息注入的核心环节。本书详细介绍了基于电光效应(如Pockels效应、Kerr效应)、热光效应、声光效应以及载流子密度调制等不同原理的光调制器。对于每种调制器,作者都会深入探讨其电光系数、驱动电压、调制带宽、插入损耗、消光比等关键参数,并分析影响其性能的物理机制。例如,在讲解电光调制器时,书中会详细阐述不同电光晶体材料(如铌酸锂、磷化铟)的特性,以及如何在这些材料中设计出高效的调制电极结构和波导布局,以实现高速、低功耗的信号调制。 3. 光开关与路由器: 随着光网络日益复杂,实现对光信号的灵活控制变得至关重要。本书详细介绍了各种光开关和光路由器的原理,包括基于 Mach-Zehnder 干涉仪、定向耦合器阵列、以及微机电系统(MEMS)的光开关。读者将了解这些器件如何通过外部电信号、热信号或机械运动来改变光路的连接状态,从而实现对光信号的动态路由和切换。 4. 光栅与衍射器件: 光栅在光信号的处理和调控方面扮演着重要角色。本书系统地介绍了布拉格光栅、分布布拉格光栅(DBR)、分布反馈(DFB)激光器以及衍射光学元件(DOE)等。作者深入分析了不同类型光栅的衍射效率、中心波长、带宽等参数,并讨论了它们在波长选择、光谱滤波、以及光束整形等方面的应用。 5. 耦合与封装技术: 集成光学器件的性能在很大程度上取决于器件与外部光纤之间的耦合效率以及器件的封装质量。本书对各种光纤到芯片的耦合技术进行了详尽的介绍,包括端面耦合、棱镜耦合、以及光栅耦合等,并分析了影响耦合损耗的因素。此外,对于器件的封装,本书也讨论了各种封装材料、工艺以及保护措施,以确保器件在长期使用中的稳定性和可靠性。 第三部分:集成光学材料与制造工艺 成功的集成光学器件离不开先进的材料与精密的制造工艺。本书对此部分进行了深入的探讨。 1. 材料选择与特性: 作者详细介绍了当前集成光学领域主流的材料体系,包括硅基材料(SOI)、磷化铟(InP)、铌酸锂(LiNbO3)、氮化硅(SiN)以及聚合物材料等。书中对每种材料的光学损耗、非线性光学系数、电光/热光效应、机械强度以及与其他材料的兼容性进行了详细的比较分析,并指导读者如何根据器件的应用需求选择最合适的材料。例如,在硅光子学部分,会详细阐述高折射率硅材料的光波导特性,以及如何利用成熟的CMOS工艺来制造复杂的硅基光器件。 2. 微纳加工技术: 集成光学器件的制造依赖于精密的微纳加工技术。本书系统地介绍了光刻(包括紫外光刻、深紫外光刻、电子束光刻)、刻蚀(干法刻蚀、湿法刻蚀)、薄膜沉积、离子注入、以及金属化等关键工艺步骤。作者详细阐述了各种工艺的原理、操作参数、以及对器件性能的影响,并重点介绍了如何通过优化工艺参数来提高器件的精度、一致性和良率。例如,在讲解干法刻蚀时,会详细介绍等离子体刻蚀的机制,如何控制刻蚀速率和侧壁形貌,以实现高深宽比的波导结构。 3. 芯片集成与测试: 随着集成光学芯片的复杂性不断提高,多器件的集成以及最终的芯片测试变得尤为重要。本书讨论了片上系统(SoC)的集成策略,以及如何通过模块化设计和标准化的接口来实现不同功能器件的协同工作。同时,书中也详细介绍了集成光学器件的测试方法,包括光学参数测试(如插入损耗、反射损耗、消光比)、电学参数测试、以及可靠性测试等,为读者提供完整的器件性能评估和质量控制流程。 第四部分:集成光学的应用领域 本书的最后部分,则聚焦于集成光学技术在各个前沿领域的广泛应用,为读者描绘了集成光学技术驱动的未来发展蓝图。 1. 光通信: 这是集成光学最成熟、最广泛的应用领域。本书详细介绍了集成光学技术在光纤通信系统中的应用,包括高速光收发模块、波分复用(WDM)器件、光开关、光放大器等。读者将了解如何利用集成光学器件实现更高的数据传输速率、更低的能耗以及更小的体积。 2. 数据中心: 随着数据流量的爆炸式增长,数据中心对高速、低功耗的光互连需求日益迫切。本书深入探讨了集成光学在数据中心光互连中的关键作用,包括芯片到芯片、芯片到模块的光通信解决方案,以及如何利用硅光子技术来降低数据中心的能耗和成本。 3. 光计算与人工智能: 集成光学在光计算领域展现出巨大的潜力,尤其是在并行处理和低功耗方面。本书介绍了基于集成光学器件的神经网络加速器、内容可寻址存储器(CAM)以及其他通用光计算架构,并展望了集成光学在人工智能推理和训练中的应用前景。 4. 生物医学传感: 集成光学技术以其高灵敏度、高分辨率和微型化等优势,在生物医学传感领域开辟了新的应用场景。本书讨论了基于集成光学干涉仪、表面等离激元共振(SPR)以及拉曼光谱等技术的生物传感器,用于疾病诊断、药物筛选以及环境监测。 5. 其他前沿应用: 除了上述主要领域,本书还介绍了集成光学在雷达、激光雷达(LiDAR)、量子信息技术、以及精密测量等新兴领域的应用,展示了集成光学技术的普适性和无限可能性。 总结 《集成光学:理论与技术》(第六版)以其严谨的学术体系、全面的技术涵盖、以及对最新研究进展的敏锐洞察,为读者提供了一个深入理解和掌握集成光学技术的重要窗口。无论是光学领域的初学者,还是经验丰富的研究人员,都能从中获益匪浅。本书不仅是知识的宝库,更是激发创新思维、推动技术进步的宝贵资源。通过阅读本书,读者将能够深刻理解集成光学器件的设计理念,掌握其核心制造技术,并洞察其在未来科技发展中的关键作用。

用户评价

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这本书给我最大的感受就是它的“厚重感”,这不仅仅体现在其精装的装帧和大量的页码上,更体现在其内容的深度和广度上。作者在集成光学理论方面的讲解,可以说是面面俱到,无论是基础的光波导理论、耦合理论,还是更高级的非线性光学效应、量子光学在集成光学中的应用,都进行了深入的探讨。我尤其欣赏作者在介绍多模光波导特性时,详细分析了模式色散、模式耦合等现象,并通过大量的仿真结果图来直观展示这些现象的发生机制。这对于我理解一些复杂的光学器件,如光栅耦合器和多模干涉仪,提供了坚实的基础。书中对各种集成光学器件,如马赫-曾德尔干涉仪、定向耦合器、电光调制器、声光调制器等的原理、设计和性能分析都进行了详尽的阐述。作者在讲解每个器件时,都会从其基本原理出发,逐步推导出其关键性能指标,并给出了大量的实验数据和仿真结果作为佐证。这让我对各种器件的功能和局限性有了清晰的认识。我还发现,书中对一些前沿领域,如硅光子学、氮化硅光子学、铌酸锂光子学等都有涉及,并分析了它们在不同应用领域中的优势和劣势。这为我了解集成光学未来的发展方向提供了有益的参考。

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这本书在对集成光学器件的数学建模和仿真分析方面,给我留下了深刻的印象。作者在推导公式和分析性能时,非常注重严谨的数学逻辑,并提供了详细的步骤。对于一些复杂的模型,书中还引用了大量的仿真结果,这些结果不仅直观地展示了理论的正确性,也为读者提供了实际的工程参考。我尤其欣赏作者在介绍光波导设计时,给出的有限元方法(FEM)和传输线矩阵方法(TMM)的仿真结果。通过对比不同仿真方法的计算结果,我能够更好地理解各种方法的优劣以及适用范围。书中还提供了许多关于器件性能优化的讨论,例如如何通过调整光波导的尺寸、形状,或者改变材料的折射率来提高器件的效率和稳定性。作者还分析了噪声和损耗对器件性能的影响,并提出了相应的抑制方法。这对于我进行实际的器件设计和优化提供了宝贵的指导。我曾经在设计一个耦合器时遇到瓶颈,但通过阅读书中关于耦合器性能分析和优化方法的章节,我得以找到解决方案,并最终成功完成了器件的设计。

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初次翻阅此书,我最为惊讶的是其图文并茂的呈现方式,这在许多理论性极强的著作中是难能可贵的。作者似乎深谙“一图胜千言”的道理,在讲解每一个概念时,都会配以高质量的插图、图表甚至是仿真示意图。这些图示不仅美观,而且极其准确地反映了物理现象,大大降低了理解难度。例如,在介绍表面等离激元激子的传播时,书中提供了多张动态的仿真图,展示了激子如何在金属纳米结构表面传播,这让我对这个抽象的概念有了非常直观的认识。此外,作者在公式推导过程中,也大量使用了数学符号的可视化表示,使得复杂的数学运算变得更加易于理解。我特别喜欢作者在介绍衍射光栅时,配有的不同衍射级次的光场分布图,这让我清晰地看到了光波如何被衍射光栅有效分束。除了图示,书中的表格也十分有用,作者将不同材料的光学参数、不同器件的性能指标等都整理成表格,方便读者进行对比和查阅。这对于我撰写研究报告和进行器件选型提供了极大的便利。本书的排版也十分精良,文字清晰,逻辑分明,即使在阅读过程中遇到生僻的术语,也可以通过脚注或附录快速找到解释。这种细致入微的设计,充分体现了作者对读者的尊重和对学术的严谨态度。

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阅读这本书的过程中,我常常能感受到作者在知识传递上的“匠心独运”。他不仅仅是简单地罗列信息,而是试图在读者心中构建一个完整的知识图谱。在讲解每一个新的概念时,作者都会将其与之前学到的知识点联系起来,形成一种“前后呼应”的效果。例如,在讲解光放大器原理时,他会将之前学过的增益介质、泵浦光等概念有机地结合起来,让你明白光放大器是如何工作的。我还发现,作者在解释复杂的现象时,会采用多种不同的视角和方法。例如,对于同一类衍射问题,他可能先用波动光学来分析,然后又用几何光学来近似,最后再用傅里叶光学来给出精确解。这种多角度的分析,使得我对问题的理解更加深入和全面。此外,书中还穿插了一些“思考题”和“课后练习”,这些题目不仅能够检验读者的学习成果,更能引导读者进行更深入的思考和研究。我曾多次尝试解答这些题目,它们不仅让我巩固了所学的知识,更激发了我对某些问题的进一步探索。本书的参考文献列表也十分详尽,涵盖了从经典文献到最新研究论文,这为我进一步深入学习提供了极大的便利。

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这本书的实用性和工程导向性,令我印象深刻。虽然书中包含了大量的理论知识,但作者始终没有忘记将这些理论与实际的工程应用相结合。在介绍各种集成光学器件时,作者都会详细分析其在通信、计算、传感、医疗等领域的具体应用,并列举了许多成功的案例。例如,在介绍光电探测器时,书中不仅阐述了其工作原理,还详细分析了不同类型光电探测器在光通信系统中的应用,以及如何根据不同的通信速率和灵敏度要求来选择合适的光电探测器。我还发现,书中对器件的制造工艺也有详细的介绍,例如光刻、刻蚀、薄膜沉积等。作者不仅阐述了这些工艺的基本原理,还讨论了它们在集成光学器件制造中的应用,以及相关的技术挑战和发展趋势。这对于我进行器件的实际制造和工艺选择提供了重要的参考。我曾为选择合适的加工工艺来制造一个高精度光栅耦合器而烦恼,但在阅读了书中关于精密加工技术的详细介绍后,我得以做出明智的决定。本书的工程导向性,让我看到了集成光学技术在现实世界中的巨大潜力。

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这本书的封面设计朴实无华,没有花哨的插图,这让我立刻感受到它是一本注重内容、脚踏实地研究的著作。翻开目录,我被章节的编排深深吸引。它并非简单地罗列各种光学器件,而是遵循着一条清晰的逻辑线索,从最基础的光学传播原理讲起,逐步深入到各种集成光学器件的设计、制造和应用。这种由浅入深、循序渐进的讲解方式,对于我这样一名刚接触集成光学领域的研究生来说,无疑是雪中送炭。我尤其欣赏作者在介绍复杂理论时,总是会辅以大量的图示和清晰的数学推导,即使是抽象的概念,也能变得触手可及。例如,在讲解波导理论的部分,作者花费了大量的篇幅来阐述模式分析,并通过精美的截面图展示了不同模式在波导中的传播特性。这让我能够直观地理解到,为什么不同的模式会对器件的性能产生如此大的影响。此外,书中还穿插了大量的历史背景介绍,这让我在学习知识的同时,也能感受到集成光学发展的脉络和先驱们的智慧。我常常在阅读某个章节时,会因为作者对某个关键技术突破的描述而心潮澎湃,仿佛亲历了那个激动人心的时代。这本书的严谨性也让我印象深刻,每一个公式、每一个定义都经过了细致的推敲,没有丝毫的含糊其辞。我曾尝试去查找一些在其他文献中看到过的概念,发现这本书都给出了非常详尽且权威的解释,这让我对其学术价值有了更深的认识。总而言之,这本书是一本不可多得的入门读物,它不仅教会了我集成光学的基础知识,更点燃了我深入探索这个迷人领域的热情。

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让我印象深刻的是,这本书在论述集成光学核心概念时,并没有局限于单一的理论框架,而是广泛借鉴了物理学、电磁学、材料学等多个学科的知识。作者将复杂的物理现象分解为易于理解的组成部分,并巧妙地将它们联系起来,形成一个完整的知识体系。我尤其欣赏作者在讲解光与物质相互作用时,所采用的经典和量子力学相结合的方法。他不仅阐述了经典电磁理论在描述光传播方面的优势,也详细介绍了量子力学在理解光子发射和吸收过程中的重要性。这让我对光子的本质有了更深刻的理解。书中对多种材料在集成光学中的应用也进行了深入的比较分析,例如硅、铌酸锂、聚合物、III-V族化合物半导体等。作者不仅分析了它们的折射率、损耗、非线性系数等光学特性,还讨论了它们的加工工艺、成本以及在不同应用场景下的优劣势。这为我选择合适的材料进行器件设计提供了全面的指导。我曾为选择一种新型光电器件的材料而苦恼,但阅读了书中关于各种材料的详细对比分析后,我得以快速做出决定。这本书的学科交叉性,不仅拓宽了我的视野,也让我认识到集成光学作为一门交叉学科的魅力所在。

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这本书最大的亮点之一在于其前瞻性和理论深度,作者并没有止步于介绍已有的技术,而是深入探讨了集成光学未来可能的发展方向,并对其潜在的挑战和机遇进行了分析。在关于量子集成光学的部分,作者对量子纠缠的产生、传输以及在量子计算和量子通信中的应用进行了详尽的论述,这让我对未来的量子信息技术充满了期待。他还探讨了将经典光学器件与量子光学原理相结合的可能性,例如利用集成光学平台实现单光子源、量子门等。此外,书中对人工神经网络在光学系统中的应用也进行了探讨,例如利用集成光学实现高速的光计算和图像识别。作者分析了如何设计具有特定光学功能的超表面来实现复杂的计算任务,并给出了相关的研究进展和应用前景。我尤其对书中关于“光子集成电路”(Photonic Integrated Circuits, PICs)的介绍印象深刻。作者详细阐述了PICs的设计、制造、测试以及其在通信、计算、传感等领域的广泛应用。他不仅列举了当前主流的PICs平台,还展望了未来PICs的发展趋势,例如更高集成度、更低功耗、更强功能性等。这本书让我认识到,集成光学不仅仅是关于如何制造光学器件,更是关于如何构建一个强大的光学计算和信息处理平台。

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不得不说,这本书的语言风格十分独特,它并非像某些教科书那样枯燥乏味,而是充满了作者的个人思考和见解。在阅读过程中,我常常能感受到作者是一位充满激情的研究者,他用一种引人入胜的方式来讲述复杂的理论。例如,在讲解光的衍射和干涉原理时,作者并非仅仅罗列公式,而是会用生动的比喻来帮助读者理解,仿佛他正站在我们面前,用手中的教鞭勾勒出光波的奇妙轨迹。他对每一个重要概念的引入,都会有一个清晰的铺垫,让你在不知不觉中就理解了其产生的背景和意义。我尤其喜欢作者在某些章节的末尾,会留下一些开放性的问题,鼓励读者去思考和探索,这激发了我强烈的求知欲。书中的例子也十分贴切,很多都是作者自己团队的实际研究成果,这使得理论讲解更加接地气,也更加真实可信。我曾经为了理解某个复杂的耦合器设计,花费了很长时间,但在书中,作者用一个非常直观的例子,结合精心绘制的示意图,将原理阐述得淋漓尽致,让我豁然开朗。此外,书中对一些历史上的争议性问题,作者也提出了自己独到的见解,这让我看到了科学研究的严谨性和批判性思维的重要性。这本书不只是知识的传递,更是一种思维方式的启迪。

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当我第一次拿到这本书时,并没有抱太大的期望,毕竟“第六版”这个信息似乎暗示着这本书可能更新不够及时,内容会有些陈旧。然而,事实证明我的担忧是多余的。作者在保持经典理论的严谨性的同时,对新技术的引入也做得相当到位。书中对微纳加工技术在集成光学器件制造中的最新进展有详细的阐述,这一点对于我目前的研究方向至关重要。我尤其关注了关于光子晶体光纤和超表面(metasurface)在光路调控方面的章节。作者不仅清晰地解释了这些新兴技术的基本原理,还列举了许多最新的研究成果和潜在应用,这为我提供了宝贵的参考和灵感。例如,在介绍超表面时,书中详细分析了如何通过设计不同形状和大小的亚波长单元来实现对光的振幅、相位和偏振的精确控制,并且还给出了具体的案例,如用于全息成像和光束整形。这种理论与实践相结合的讲解方式,极大地提升了这本书的实用价值。另外,我发现作者在讨论材料选择和器件性能优化时,也考虑到了最新的材料科学进展,例如对新型高折射率材料和低损耗传输介质的介绍。这本书的参考文献也非常丰富,涵盖了大量近期的研究论文,这对于我进一步深入学习提供了便捷的途径。它让我了解到,集成光学的发展并没有停滞不前,而是以惊人的速度向前迈进,而这本书则像一位经验丰富的老向导,带领我穿越这些令人兴奋的最新发展。

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在看了,希望能好好看完,物理学毕竟难度高啊

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已收到,物流速度快,选京东是对的。

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