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

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朱京平 著

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• 光开关
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• 波导
• 单片集成
• 微光子学
• 光学器件
• 通信
• 光纤
• 半导体光学

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030200440

商品编码：29692295723

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

售价：21.8元,便宜10.2元,折扣68

作者:朱京平

出版社：科学出版社

出版日期：2008-02-01

ISBN：9787030200440

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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

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。章对光开关国内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

作者介绍

文摘

序言

《光纤通信系统中的新型波导器件研究》 本书旨在深入探讨光纤通信领域中，用于实现高效、灵活信号路由的关键技术——新型波导器件的原理、设计、制造与应用。 随着信息时代的飞速发展，全球通信带宽需求呈现爆炸式增长，传统光纤通信系统面临着容量瓶颈和能耗挑战。在这一背景下，开发高性能、低损耗、小型化、低功耗的集成化光波导器件，已成为推动下一代光通信技术发展的核心驱动力。本书将聚焦于这一前沿领域，系统性地梳理当前研究热点，并提出具有创新性的解决方案。 第一章：光纤通信系统发展现状与挑战 本章将从宏观角度出发，回顾光纤通信技术的发展历程，分析当前光通信系统所面临的关键挑战，包括但不限于： 带宽爆炸性增长的需求： 5G/6G通信、大数据、云计算、人工智能等新兴技术的崛起，对通信系统的吞吐量提出了前所未有的要求。 器件集成化与小型化的趋势： 随着数据中心和移动通信基站密度的增加，对设备尺寸和功耗的限制日益严苛，要求关键光器件实现高度集成。 功耗与散热问题： 高速、高密度的数据传输会产生巨大的能量消耗和热量，如何降低器件的能耗和优化散热方案是亟待解决的问题。 信号处理的灵活性与可重构性： 传统固定功能的光器件难以满足动态变化的业务需求，开发具备智能路由和灵活可重构能力的光器件至关重要。 制造工艺的精度与成本： 高性能光波导器件的制造需要极高的精度，如何实现低成本、大规模的生产是技术商业化的关键。 在分析上述挑战的基础上，本章将重点阐述波导器件在解决这些问题中的核心作用，为后续章节的研究奠定理论基础。 第二章：集成光波导器件的基本原理与关键技术 本章将深入剖析集成光波导器件的物理学基础和实现机制，涵盖以下核心内容： 光波导的基本理论： 讲解光在介质界面产生的全反射原理，光波导的结构（如脊形波导、埋藏型波导、介质光栅耦合器等）及其传播特性。 材料选择与特性： 讨论不同材料（如硅基、铌酸锂、氮化硅、聚合物等）在光波导器件中的应用及其优缺点，包括折射率、损耗、非线性效应、电光/声光效应等关键参数。 耦合技术： 详述光信号如何高效地从光纤耦合进出波导，以及波导与波导之间的耦合方式，重点介绍端面耦合、光栅耦合、棱镜耦合等技术。 波导器件的损耗分析： 深入探讨造成波导器件损耗的各种因素，如制造缺陷损耗、弯曲损耗、耦合损耗、吸收损耗、散射损耗等，并提出降低损耗的策略。 器件设计仿真工具： 介绍常用的光学仿真软件（如Lumerical, COMSOL, RSoft等）在波导器件设计、优化和性能预测中的应用。 第三章：基于新型材料与结构的光波导器件设计 本章将聚焦于集成光波导器件的设计创新，重点探讨如何通过新型材料和结构设计来提升器件性能： 高折射率对比度波导： 研究高折射率材料（如绝缘体上硅，SOI）构建的波导，其紧凑的模式场分布能够实现更小的器件尺寸和更低的弯曲损耗，尤其在设计微环谐振腔、波导交叉等复杂结构时具有显著优势。 声光耦合机制在波导器件中的应用： 详细介绍声光效应的物理原理，即声波在介质中传播时引起的折射率周期性变化，如何用于调制光信号的频率、相位或幅度。重点分析二维或三维声波与光波的耦合方式，以及其在实现高性能调制器、调制器阵列等器件中的潜力。 新型波导结构设计： 探讨如周期性结构波导、渐变折射率波导、拓扑光子晶体波导等前沿结构，分析其在实现新型功能（如高效光束整形、新型滤波、拓扑保护传输等）方面的潜力。 多物理场耦合仿真： 强调在设计过程中，需要综合考虑电学、声学、光学等多物理场的相互作用，并进行精确的仿真分析，以优化器件性能。 小型化与低功耗设计： 提出针对集成度更高、功耗更低的光波导器件的设计思路，例如利用高非线性效应实现器件功能小型化，或者利用低损耗材料和结构降低驱动电压和功耗。 第四章：先进制造工艺与测试表征技术 本章将详细阐述支撑高性能光波导器件发展的关键制造技术和严谨的测试表征方法： 微纳加工技术： 深入介绍电子束光刻（EBL）、深紫外光刻（DUV）、聚焦离子束（FIB）等用于制造高精度光波导结构的先进工艺，以及化学气相沉积（CVD）、溅射等薄膜沉积技术。 光刻掩模设计与制造： 讲解如何根据器件设计制作高精度、高稳定性的光刻掩模，以及掩模制造的挑战。 刻蚀与抛光技术： 讨论干法刻蚀（如RIE）和湿法刻蚀在图形转移中的作用，以及化学机械抛光（CMP）在实现器件表面光滑度方面的关键性。 封装与集成技术： 探讨如何将制造好的光波导芯片与光纤、电子驱动电路等进行高效、低损耗的封装集成，包括键合技术、对准技术等。 性能测试与表征： 详细介绍测量光波导器件的关键参数的方法，如插入损耗、回波损耗、消光比、调制带宽、响应时间、信噪比等，包括光时域反射仪（OTDR）、网络分析仪、光功率计、光谱仪等测试仪器和方法的应用。 第五章：基于新型波导器件的通信系统应用 本章将结合实际通信系统需求，探讨本书所研究的新型光波导器件在不同应用场景下的前景和优势： 高速光交换与路由： 分析如何利用新型波导器件构建低功耗、高带宽、可重构的光交换矩阵，以及在数据中心、电信网络中的应用。 光信号处理模块： 探讨基于新型波导器件的光调制器、光开关、波长选择开关、光复用/解复用器等关键模块的设计与性能提升。 光传感与测量： 介绍如何利用特殊设计的波导结构和光波导器件实现高精度、高灵敏度的光传感应用，如温度、压力、折射率等参数的测量。 相干光通信系统： 分析新型波导器件在提升相干光通信系统性能方面的作用，例如用于补偿色散、实现高性能的数字信号处理等。 未来通信网络架构： 展望新型波导器件在构建下一代智能光网络、光互连、量子通信等领域中的潜在应用。 结论与展望 本书在对现有集成光波导器件技术进行系统性梳理和深入分析的基础上，重点探讨了新型材料、创新结构和先进制造工艺在提升器件性能方面所扮演的关键角色。通过对声光耦合机制等前沿技术的引入，本书为实现更高集成度、更低功耗、更灵活功能的光波导器件提供了新的思路和方法。未来，随着技术的不断发展和器件性能的持续提升，集成光波导器件必将在推动信息技术进步和满足日益增长的通信需求方面发挥越来越重要的作用。 本书适合以下读者： 从事光电子学、光学工程、通信工程、微电子学等领域的科研人员和工程师。 相关专业的在读研究生和高年级本科生。 对光纤通信技术和集成光学器件感兴趣的行业技术人员。 本书的出版，旨在为相关领域的研究人员提供一份全面、深入的参考资料，并为推动集成光波导器件技术的创新与发展贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间来阅读这本书中的核心章节，最让我印象深刻的是它在处理器件设计优化问题时的那种近乎“匠人”般的细致与执着。市面上很多相关书籍往往停留在原理介绍和初步设计阶段，对于如何将理论模型转化为实际可制造、高性能的器件，语焉不详。但这本书不同，它似乎预设读者就是一位正在设计原型芯片的工程师。无论是对材料选择的敏感性分析，还是对光刻精度、刻蚀工艺参数波动可能导致的性能漂移的讨论，都展现出作者丰富的工程实践经验。阅读过程中，我时常会停下来，对照自己的项目经验，去思考书中所提出的各种Trade-off——比如牺牲一些传输损耗来换取更高的开关速度，或者在特定工作波长下的最优解选取。书中的案例分析非常具有说服力，不仅仅是给出最终结果，更是将整个优化迭代的过程完整地呈现在读者面前，让人能够清晰地追踪到每一步决策背后的物理或工程考量。这种“实战”导向的论述风格，使得这本书超越了纯理论的范畴，成为了一本极具操作价值的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排，体现了一种非常高级的、非线性的逻辑展开方式。它没有采用传统教材那种“由浅入深”的绝对线性路径，而是更多地基于功能模块的划分来组织内容。比如，关于信号调制的章节，它会并列讨论基于电场调制和声场驱动的机制，并且迅速对比它们的响应带宽和功耗特性。这种并置对比的叙述方法，极大地促进了跨领域知识的融会贯通。我发现自己可以根据实际感兴趣的侧重点，在不同章节间灵活跳转，而不会感到逻辑链条的断裂。例如，如果我当前的研究更侧重于低噪声性能，我可以直接跳到关于散粒噪声和热噪声抑制策略的那部分，因为作者已经将所有必要的背景知识分散嵌入到功能模块的讲解之中，而不是集中在开头的理论预备章节。这种模块化的设计，让这本书对那些已有一定基础、需要针对性解决特定工程难题的研究人员来说，显得尤为高效和实用。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书的读者，可能会被其标题中那些拗口的专业术语所震慑，仿佛打开了一扇通往极高深物理学殿堂的大门。然而，一旦翻开书页，迎接读者的却是一种令人意外的清晰和严谨。作者似乎拥有一种罕见的本领，能将那些原本只存在于理论推导和精密实验数据中的抽象概念，转化为一个个逻辑严密的、可供读者逐步理解的知识模块。尤其是对于那些对光电子学领域抱有浓厚兴趣，但又苦于缺乏系统性入门指导的理工科学生来说，这本书无疑提供了一座坚实的桥梁。书中的图示设计精妙，绝非简单的示意，而是深入到结构细节的剖析，配合详尽的数学模型推导，使得复杂的波导耦合、光束整形等过程变得触手可及。它不像某些教科书那样堆砌公式，而是注重知识点的内在联系和物理意义的阐释，让人在掌握技术的同时，也能领悟到背后深层次的科学原理。这种深入浅出的叙述方式，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让初学者在不断“豁然开朗”的体验中，建立起扎实的理论基础。这本书的价值，不仅在于其知识的广度，更在于其逻辑的深度和教学的艺术性。

评分☆☆☆☆☆

作为一个习惯了快速浏览和碎片化学习的读者，这本书的阅读体验是充满挑战，但也异常充实的。它并非那种可以轻松“刷完”的读物。每当我觉得自己已经掌握了某个关键概念时，作者总能在下一页抛出一个更细致的限制条件或者一个需要更深层次数学工具来解决的非理想情况。这种持续的智力激发，迫使我必须回归到最基础的电磁场理论和量子光学的基础上去温习。尤其是在讨论声光耦合效率的理论极限时，所引用的拉格朗日力学描述和半导体物理的结合，要求读者具备相当扎实的数理功底。坦白讲，我需要反复对照书后的附录和参考文献进行交叉验证，才能真正吃透其中一些结论的推导过程。但这恰恰是这本书的魅力所在——它不迎合“速成”的心态，而是引导读者进行真正的、深度的学术探索。它像一位严厉但公正的导师，不断地鞭策你挖掘知识的边界，确保你获得的知识是经过严格检验的、无可指摘的。

评分☆☆☆☆☆

阅读完这本书，我感觉自己对“光”与“物质”在微观尺度上的相互作用有了一种全新的、更加立体的理解。这本书最成功的地方在于，它不仅仅是介绍了一种技术——光开关，而是深入地剖析了构建这种技术背后的物理学的“诗意”与“冷酷”。它展示了如何通过精巧的结构设计，将原本混沌的电磁波与晶格振动（声波）引导到一个狭窄的路径上，实现能量的精准传输与控制。这种对能量流动的微观调控能力，远超出了日常生活中我们能接触到的任何光学现象。它让我体会到，尖端科技的突破往往源于对基础物理规律的深刻洞察和对工程实现的极致追求之间的完美结合。这本书读完后，脑海中留下来的不是一堆公式，而是一幅幅关于微观世界里光子与晶格原子精确“共舞”的动态画面，这是一种非常震撼的精神体验，极大地激发了对未来光电子技术探索的热情。