聚閤物光開關器件物理(精)/當代科學技術基礎理論與前沿問題研究叢書 9787312035 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄭傳濤，馬春生 著

圖書標籤:

• 聚閤物光開關
• 光開關器件
• 聚閤物材料
• 光電子學
• 器件物理
• 當代科學技術
• 基礎理論
• 前沿問題
• 光學
• 材料科學

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齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312035654

商品編碼：29335839251

包裝：精裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名：聚閤物光開關器件物理(精)/當代科學技術基礎理論與前沿問題研究叢書

定價：78.00元

作者：鄭傳濤,馬春生

齣版社：中國科學技術大學齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787312035654

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《聚閤物光開關器件物理 (精)》主要闡述瞭光開關的波導和電極的分析及設計 理論，優化設計瞭一般結構的電光開關、改進結構的 電光開關、寬光譜電光開關、波長選擇性電光開關、 高速電光開關、有機／無機混閤波導熱開關，同時給 齣瞭電光開關的時頻域分析理論和模擬方法等。
　　本書可作為導波光學、集成光學、光電子學、物 理電子學等專業科研工作者和工程技術人員的參考用 書，同時也可作為相關專業研究生的教學用書。

目錄

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序言
緒言
第1章 光開關技術
1.1 光開關技術應用
1.2 光開關技術基礎
1.3 光開關技術分類
1.4 基於無機電光晶體材料的光開關技術
1.4.1 電光晶體光開關
1.4.2 電光晶體光開關陣列
1.4.3 製備工藝
1.4.4 關鍵技術
1.4.5 基本開關單元的性能指標
1.4.6 光開關陣列的設計關鍵
1.5 基於化閤物半導體材料的光開關技術
1.6 基於光摺變效應的光開關技術
1.7 光開關設計理論與模擬方法
1.8 基於極化聚閤物材料的波導電光開關技術
1.8.1 極化聚閤物電光材料
1.8.2 極化聚閤物電光材料的研究進展
1.8.3 極化聚閤物波導電光開關
1.9 熱控光機製下的光開關技術
1.9.1 SOI熱光開關
1.9.2 聚閤物熱光開關
1.10 光開關的發展趨勢
第2章 光開關的波導結構及模式分析
2.1 光波導材料的損耗錶徵
2.1.1 非金屬介質材料的損耗錶徵
2.1.2 金屬介質的復介電常數和光頻特性
2.2 光開關的波導結構及參數
2.2.1 波導結構
2.2.2 傳輸模式
2.2.3 分析方法
2.3 高摺射率襯底上的非對稱五層平闆波導
2.3.1 TM模式的特徵方程
2.3.2 襯底的泄露損耗
2.4 介質吸收型脊形波導
2.4.1 零級近似求實傳播常數
2.4.2 一級近似求振幅衰減係數
2.5 單金屬包層型非對稱六層平闆波導
2.5.1 零級近似求解TM模傳播常數
2.5.2 一級近似求解TM模振幅衰減係數
2.5.3 TE模式的特性分析
2.6 雙金屬包層型非對稱七層平闆波導
2.6.1 零級近似求解TM模傳播常數
2.6.2 一級近似求解TM模振幅衰減係數
2.6.3 TE模式的特性分析
2.7 金屬包層型脊形波導
2.7.1 單金屬包層型脊形波導的□模式分析
2.7.2 單金屬包層型脊形波導的□模式分析
2.7.3 雙金屬包層型脊形波導的□及□模式分析
2.8 脊形波導的等效分析
2.8.1 脊形波導的等效摺射率分析法
2.8.2 脊形波導的近似等效光波電場分布
……
第3章 行波電極結構及其分析理論
第4章 傳統結構極化聚閤物電光開關
第5章 聚閤物寬光譜電光開關
第6章 周期化波長選擇性光開關
第7章 行波電極高速電光開關及其時頻域分析
第8章 聚閤物熱光開關
參考文獻

作者介紹

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　　鄭傳濤 1982年生，吉林大學電子科學與工程學院副教授，碩士生導師。先後於2005年、2007年、2010年獲得吉林大學學士、碩士、博士@0-。主要從事導波光學與光電子器件、光電檢測技術與係統方麵的研究工作，主持省部級科研項目近10項，申請發明4項，發錶(或通信)署名的SCI、El論文共80餘篇，作為獲奬人，獲2014年吉林省自然科學學術成果二等奬。 馬春生1945年生，吉林大學電子科學與工程學院教授，博士生導師。多年來一直從事集成光電子學與導波光學理論和光電子器件的研究工作，負責完成和省部級科研項目多項，兩次獲得教育部科技進步奬，在國內外刊物發錶學術論文200餘篇，其中有100餘篇被SCI檢索。

文摘

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序言

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《光與物質的精密對話：功能高分子材料的動態調控及其應用》 引言 在日新月異的科學技術領域，材料的創新與發展是驅動進步的核心動力之一。其中，高分子材料以其獨特的結構、可設計性以及廣泛的應用前景，在眾多學科交叉領域扮演著至關重要的角色。當我們將目光聚焦於高分子材料與光學的交匯點時，一個充滿無限可能的世界展現在我們麵前。本書並非聚焦於具體的“聚閤物光開關器件物理”這一細分領域，而是著眼於更廣闊的範疇：功能高分子材料如何響應光信號，並以此為基礎實現動態的性能調控，進而催生齣豐富多樣的前沿應用。我們將深入探討功能高分子材料的分子設計原理，分析它們與光相互作用的物理機製，並剖析如何通過精確控製高分子結構與性能，實現對光信號的響應與轉化，最終為信息存儲、顯示技術、生物傳感、智能製造等領域提供強大的技術支撐。 第一章：功能高分子材料的分子設計與光響應性 本章將係統闡述功能高分子材料的設計理念，重點在於如何通過引入特定的功能基團或構建特殊的分子鏈結構，賦予高分子材料對光刺激的敏感性。我們將從以下幾個方麵展開： 1. 光敏基團的引入與選擇：詳細介紹各類能夠吸收特定波長光並引發化學或物理變化的官能團，例如光緻異構化基團（偶氮苯、二苯乙烯衍生物）、光交聯基團（丙烯酸酯、環氧乙烷衍生物）、光緻酸/堿生成基團等。分析不同基團的光吸收特性、量子産率、以及在不同光照條件下的響應行為。 2. 高分子骨架的結構設計：探討主鏈結構、側鏈連接方式、分子量分布等對高分子光響應性的影響。例如，剛性主鏈與柔性側鏈的結閤可能影響光緻形變；交聯結構則可以穩定光響應後的形貌。 3. 光響應機理的微觀理解：深入剖析光引發的分子結構變化，如順反異構化、光化學反應（斷裂、交聯、環化）、電荷轉移、能量轉移等。結閤量子化學計算和光譜學錶徵手段，揭示光子能量在高分子體係中的轉化過程。 4. 響應速度與可逆性：討論影響高分子光響應速度的因素，如光強、溫度、基團類型等。同時，強調可逆光響應在高分子功能材料開發中的重要性，分析實現光響應可逆性的分子設計策略，例如通過引入可逆光異構化基團或設計“光開關”式的交聯/解交聯過程。 第二章：光與功能高分子材料的相互作用機製 本章將聚焦於光能量如何在高分子材料中傳播、吸收、轉化，並最終導緻宏觀性能的變化。我們將從物理和化學兩個層麵進行深入分析： 1. 光吸收與光緻激發：討論不同高分子材料的光譜吸收特性，包括紫外-可見吸收、熒光、磷光等。介紹光激發過程中電子能級躍遷的模型，以及單綫態和三綫態激發態的形成與演化。 2. 光緻形變與分子重排：詳細闡述光誘導的分子構象變化如何宏觀地錶現為材料的形變。以液晶高分子、形狀記憶高分子為例，解釋光緻異構化引起的分子取嚮改變，進而導緻宏觀形變。 3. 光緻化學反應與結構演化：分析光引發的化學反應在高分子材料結構和性能上的影響，例如光聚閤、光交聯、光降解。這些反應可以用於高分子材料的圖案化、錶麵改性以及功能集成。 4. 光緻電學與光學性質變化：探討光激發如何改變高分子材料的電學導電性、電荷傳輸能力，以及光學摺射率、透光率、偏振等性能。分析光緻電荷轉移、激子形成等過程如何影響材料的光電性能。 第三章：功能高分子材料的光響應驅動的器件與技術 本章將把理論與機製的探討升華到實際應用層麵，展示如何利用功能高分子材料的光響應特性來構築各種先進的器件和技術。 1. 光響應存儲介質： 光緻變色材料：介紹基於可逆光異構化的高分子材料，如何通過不同波長光照射實現顔色和透明度的可逆切換，應用於信息存儲、防僞標記、智能窗戶等。 光緻形變存儲：探討利用高分子材料的光緻形變特性，通過光照在材料錶麵或內部形成微納結構，實現高密度信息記錄。 2. 光驅動的微納器件與執行器： 高分子微泵與微閥：設計能夠響應光照而産生形變或體積變化的高分子材料，用於構建微流控係統中無需外部電源的微型泵和閥門。 光驅動軟體機器人：利用光引發的高分子形變，實現軟體機器人部件的精確運動和姿態控製，開拓生物醫學和探索性任務的應用。 光響應傳感器：開發能夠將特定光信號轉化為可檢測的物理信號（如電壓、電流、熒光強度變化）的高分子傳感器，用於環境監測、生物標記物檢測等。 3. 光響應與生物醫學應用： 光控藥物釋放係統：設計含有光響應高分子載體的藥物遞送係統，通過外部光照精確控製藥物的釋放時間、速率和位置，提高治療效率並減少副作用。 光響應生物界麵材料：開發能夠響應光信號改變錶麵性質（如親疏水性、細胞黏附性）的高分子材料，用於組織工程支架、細胞培養基底等。 4. 光刻與3D打印中的光響應高分子： 光固化材料：深入探討光聚閤和光交聯在3D打印和微納製造中的關鍵作用，介紹光固化材料的設計原則和工藝優化。 光響應性3D打印：展望利用具有復雜光響應性的高分子材料，實現打印過程中材料性能的動態調控，製造齣具有特定功能（如形狀記憶、自愈閤）的3D打印件。 第四章：新興光響應高分子材料的設計與挑戰 本章將展望功能高分子材料與光學交叉領域未來的發展方嚮，並探討當前麵臨的關鍵科學與技術挑戰。 1. 多功能集成與協同效應：探討如何將多種光響應機製集成到同一高分子材料中，實現更復雜、更精密的性能調控。例如，同時具備光緻形變和光緻變色功能的高分子。 2. 高性能化與智能化：追求更高的光響應效率、更快的響應速度、更寬的光譜響應範圍、更長的使用壽命以及更低的能耗。探索如何通過機器學習和高通量篩選，加速高性能光響應高分子的研發。 3. 綠色可持續的材料設計：關注環境友好型單體、溶劑以及可降解光響應高分子的開發，符閤可持續發展的理念。 4. 精密製造與器件集成：研究如何將光響應高分子材料高效、精準地製備成各類器件，並實現與其他功能材料的無縫集成。 5. 多尺度耦閤的理論建模：強調從分子尺度到宏觀器件的理論建模與仿真，為理解光響應機製、預測材料性能、指導材料設計提供理論指導。 結論 本書旨在勾勒齣功能高分子材料在光科學領域波瀾壯闊的圖景。通過深入理解高分子材料與光相互作用的內在聯係，我們可以解鎖前所未有的材料調控能力，進而驅動信息技術、能源、環境、健康等領域的重大突破。光與高分子的精妙對話，正以前所未有的速度和廣度，重塑著我們的技術世界。本書將為相關領域的科研人員、工程師以及對這一前沿交叉學科感興趣的讀者，提供一個全麵而深入的視角，激發新的研究靈感和技術創新。

評分☆☆☆☆☆

說實話，初次翻開這本書時，我被其嚴謹的學術氣息和近乎教科書式的結構所震撼。它不像市麵上那些追求通俗易懂的科普讀物，而是直擊核心，用一種極其“硬核”的方式展現瞭聚閤物光開關領域的研究前沿。書中對不同維度下的器件性能優化策略進行瞭詳盡的梳理，比如熱效應、電場耦閤效應與光緻形變效應之間的相互製約關係，這部分分析尤其精彩。我特彆欣賞作者在介紹實驗方法時的客觀態度，他沒有迴避當前技術麵臨的瓶頸問題，反而用相當的篇幅探討瞭材料穩定性和工作壽命的長期挑戰，這體現瞭作者對該領域研究的深度負責。對於研究生來說，這本書提供的不僅僅是知識點，更是一種嚴謹的科研思維範式。它促使你思考，如何從基礎物理原理齣發，係統性地解決實際工程中的“疑難雜癥”，而不是僅僅停留在錶麵現象的描述上。

評分☆☆☆☆☆

如果用一個詞來形容這本書的閱讀體驗，那一定是“啓發性”。它對於我們這些長期在特定小領域深耕的科研人員來說，提供瞭一個極佳的“跳齣舒適區”的機會。我過去主要關注於無機半導體光器件，但這本書中對有機聚閤物材料在室溫下實現高對比度和低驅動電壓的討論，著實讓我耳目一新。作者對“光誘導摺射率變化”機製的解析，特彆是引入瞭時間分辨光譜數據來驗證理論模型的章節，其詳實程度令人贊嘆。它迫使我重新審視一些基礎概念，並開始思考如何將聚閤物的化學可設計性優勢，有效地嫁接到我們現有的矽基光子學平颱上。這本書的真正價值，可能不在於它提供瞭多少現成的答案，而在於它提齣瞭多少值得我們深入研究的、關於未來光電子器件設計的新問題。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個長期睏擾於器件集成化問題的背景下接觸到這本著作的。這本書的價值，在於它將宏觀的器件性能指標，層層剝筍般地追溯到瞭微觀的分子尺度。特彆是書中關於“自組裝”聚閤物結構如何被精確調控以實現特定波長選擇性的論述，簡直是神來之筆。它不再是簡單地羅列已有的器件結構，而是深入剖析瞭為什麼特定的化學修飾會導緻特定光學開關行為的齣現。我特彆關注瞭其中關於柔性光子學集成方麵的章節，作者對“應變敏感型”聚閤物開關的論述，極大地拓寬瞭我對未來可穿戴光電子設備的想象空間。這本書的敘事節奏掌控得非常好，理論的復雜性被巧妙地隱藏在清晰的邏輯框架之下，使得閱讀過程雖然需要高度集中注意力，但始終保持著一種探索未知的興奮感，絲毫不會覺得枯燥乏味。

評分☆☆☆☆☆

這本關於聚閤物光開關器件物理的著作，在我看來，無疑是為那些對光電子學前沿領域抱有濃厚興趣的研究人員和工程師量身打造的精品。從閱讀體驗上講，它的理論深度和廣度都超乎我的預期。作者顯然在材料科學、光學設計以及半導體物理這幾個交叉學科領域有著深厚的積纍，書中對新型聚閤物材料的分子結構如何影響其光電響應特性的論述，細緻入微，絲絲入扣。特彆是關於非綫性光學效應在開關器件中的實際應用案例分析，提供瞭許多教科書上難以找到的、更貼近工程實踐的視角。我印象最深的是其中關於超快光脈衝在聚閤物薄膜中傳輸損耗的建模部分，復雜的數學推導被清晰地分解，配以精妙的圖錶解釋，即便是初次接觸該細分領域的讀者，也能循序漸進地理解其背後的物理機製。這本書不僅僅是知識的堆砌，更像是一張通往未來光通訊和光計算領域的路綫圖，對於希望將理論知識轉化為實際高性能器件的讀者，這本書的參考價值是極高的，絕對值得在書架上占據一個顯眼的位置。

評分☆☆☆☆☆

這是一本“重磅”的學術著作，從裝幀的厚實程度就能看齣內容的紮實程度。與其他側重於器件製造工藝的書籍不同，這本書堅守瞭其“物理基礎”的定位。它對光場與聚閤物介質相互作用的麥剋斯韋方程組的求解，以及由此導齣的損耗和耦閤效率的精確計算，是理解高性能開關器件瓶頸的關鍵。我尤其欣賞作者在全書穿插的幾個“曆史迴顧與展望”的小節，它們不僅梳理瞭該領域的發展脈絡，更以一種成熟學者的視角，指明瞭未來十年內最具潛力的研究方嚮，比如自修復型和環境響應型聚閤物係統。對於希望構建紮實理論基礎，並緻力於開創全新器件範式的研究者來說，這本書是不可或缺的知識儲備庫，它賦予讀者的，是超越當前技術限製的理論洞察力。