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出版者:电子工业出版社

作者:Ken Martin

出品人:

页数:543

译者:

出版时间:2002-9

价格:50.0

装帧:平装

isbn号码:9787505379602

丛书系列:

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现代光学与光电子技术前沿探索 图书名称： 现代光学与光电子技术前沿探索 图书简介： 本书汇集了当代光学与光电子技术领域最前沿的研究成果与关键技术，旨在为相关领域的科研人员、工程师、研究生提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考资料。全书内容涵盖了从基础光物理理论到尖端工程应用的广泛领域，力求在理论深度与技术实用性之间取得精妙的平衡。 第一部分：基础理论的深化与拓展 本部分着重于夯实现代光学的基础根基，并引入近年来在理论层面取得突破的新概念。 第一章：量子光学与光物质相互作用的精细调控 详细阐述了量子场论在描述光与物质相互作用中的应用，重点剖析了拉曼散射、布里渊散射等非线性光学现象的微观机理。引入了“光场工程”的概念，探讨如何通过超材料结构和拓扑光子学设计来精确控制光子的传播模式、偏振态以及能量转移效率。深入讨论了单光子源、量子点发光动力学及其在量子信息处理中的潜力。章节末尾对腔量子电动力学（Cavity QED）在增强或抑制自发辐射方面的最新进展进行了详尽的论述，包括高品质因子微腔的设计与实现。 第二章：非线性光学的高效实现与应用 本章聚焦于高阶非线性效应的产生条件与调控手段。详细解析了参量下转换（OPO/OPG）的理论极限与实际瓶颈，并重点介绍了基于周期性极化铌酸锂（PPLN）波导实现高效率频率转换的技术细节。探讨了超快激光脉冲在介质中传输时的自聚焦、自相位调制以及丝状（Filamentation）效应，这些是产生宽带光源的关键。此外，还涵盖了等离子体诱导的非线性效应在超快太赫兹波产生中的应用，为新型光谱学和成像技术奠定了理论基础。 第二部分：先进光学系统的设计与实现 本部分转向实际工程应用中的核心光学系统构建，强调了先进制造技术与精密光学设计相结合的重要性。 第三章：超分辨成像技术与计算光学 传统衍射极限对显微成像构成了根本制约。本章系统梳理了突破这一限制的多种技术路径，包括受激发射损耗（STED）、光激活定位显微（PALM）和结构光照明显微（SIM）。重点讲解了计算光学（Computational Optics）在图像重建中的核心地位，特别是傅里叶层析成像（Fourier Ptychography）和基于深度学习的图像复原算法，展示了如何利用计算能力扩展光学系统的物理极限。讨论了相控阵技术在动态光场调控中的作用，这对于高速、无机械运动的成像系统至关重要。 第四章：微纳光学器件与集成光子学 微纳结构是现代光电子技术的核心载体。本章详细介绍了光子晶体（Photonic Crystals）的能带结构设计原理，及其在光纤和波导中的应用。重点分析了表面等离子激元共振（SPR）的特性，以及如何利用金属/介质界面的局域场增强效应提高传感器的灵敏度。深入探讨了硅光子学（Silicon Photonics）平台，包括环形谐振器、MZI（马赫-曾德尔干涉仪）等基本器件的设计参数、损耗分析和集成制造工艺（如SOI技术），为实现大规模光通信和片上激光器铺平道路。 第三部分：光电子器件与信息处理 本部分关注光电转换、信息传输和数据处理中的关键器件与系统集成。 第五章：高灵敏度光电探测器与传感 本章集中于光电探测器的性能极限及其提升策略。系统分析了雪崩光电二极管（APD）、超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的工作原理和噪声来源。针对特定波段（如中红外、太赫兹），探讨了光伏型探测器与光导型探测器的结构优化，特别是异质结设计对暗电流和响应速度的影响。深入研究了光电倍增效应在微弱光信号增强中的应用，并介绍了基于量子点或钙钛矿材料的新型光电转换器件的研究进展。 第六章：光通信与光互连的高速化 现代数据中心和长距离通信对带宽的需求永无止境。本章聚焦于相干光通信系统的关键技术，如高阶调制格式（QPSK, 16QAM等）的实现与信道均衡算法。详细分析了光纤色散、非线性效应和偏振模色散（PMD）的补偿技术。对于短距离高速互连，重点介绍了基于VCSEL（垂直腔面发射激光器）的并行光互连架构及其驱动电路设计。此外，还探讨了光域信号处理（如光延时线、光混频器）在避免光电转换过程中的优势和挑战。 第七章：先进激光源的特性与应用 激光技术是诸多高新技术领域的基石。本章深入探讨了超快激光（飞秒/皮秒）的产生机制，特别是锁模技术的进展，如克尔透镜锁模、半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模的优化。针对高功率应用，分析了光纤放大器的能量存储、热管理和束质量控制。此外，详细介绍了用于精密加工、生物医学成像（如多光子显微镜）和太赫兹源的特定波长激光器的最新发展，包括量子级联激光器（QCL）在中红外波段的突破。 结语：跨学科融合与未来展望 本书最后部分展望了光学、材料科学、信息科学和人工智能的深度融合趋势。讨论了拓扑绝缘体在无耗散光传输中的潜力，以及机器学习在光学设计（如逆向设计、缺陷检测）中的颠覆性作用。强调了下一代光电子技术将朝着更高集成度、更低功耗和更强环境适应性的方向发展。 本书内容新颖、论述严谨，适合作为高校高年级本科生、研究生深入学习和研究的教材，同时也为相关产业的技术研发人员提供了宝贵的参考。

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我特别赞赏这本书在概念解释上的细致入微和逻辑严谨。作者在引入新的概念时，总是会先追溯其发展的历史和产生的背景，这使得读者在理解新知识的同时，也能对其有一个宏观的认识，明白它在整个数字集成电路设计领域中所处的位置。例如，在介绍CMOS工艺时，作者并没有直接跳到工艺细节，而是先回顾了半导体技术的发展历程，以及CMOS技术为何能够成为主流。这种“溯本求源”的讲解方式，能够帮助我们建立起更牢固的知识体系，理解“为什么”而不是仅仅“怎么做”。而且，书中对于每一个公式的推导和每一个定理的证明，都写得非常清楚，逻辑链条完整，没有跳跃式的讲解，这让我能够完全跟上作者的思路，深入理解每一个细节的由来。我发现，很多其他的技术书籍在这一点上做得不够好，常常会省略一些推导过程，或者假设读者已经具备了某些前置知识，这对于初学者来说是非常不友好的。而这本《数字集成电路设计》则显得格外“耐心”，它仿佛是在一位一位地教导，确保每一个读者都能真正地理解和掌握其中的精髓。

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这本书的阅读体验可谓是“丝滑”且“充实”。即使是面对一些相对枯燥的技术细节，作者也运用了生动有趣的语言和精妙的比喻，让整个阅读过程变得轻松而不失严谨。例如，在描述数字电路的时序问题时，作者巧妙地将信号的传输比作信息在管道中的流动，将时钟信号比作一个精准的“指挥家”，这种形象的比喻让原本抽象的时序概念变得触手可及。而且，书中还穿插了一些相关的历史故事和行业轶事，这些“调味剂”不仅增添了阅读的趣味性，也让我们对数字集成电路设计的魅力有了更深的体会，了解到这项技术是如何一步步改变世界的。我之前阅读过一些技术书籍，常常会因为语言过于枯燥和专业术语过多而感到疲惫，不得不经常停下来查阅资料，严重影响了学习效率。但在这本书中，我几乎没有遇到这样的情况，相反，我越读越觉得有意思，越读越想继续探索下去。这种能够同时满足“学到东西”和“享受过程”的图书，在我看来，才是真正成功的技术书籍。

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在阅读的过程中，我发现这本书在理论深度和实践指导之间找到了一个绝佳的平衡点。作者在讲解每一项技术时，都不仅仅停留在理论层面，而是深入分析了这些技术在实际应用中的考量因素，比如功耗、面积、速度等关键指标。书中穿插了许多实际的电路设计案例，这些案例的选择都非常具有代表性，涵盖了从基础的逻辑电路设计到更复杂的处理器架构等多个层面。通过对这些案例的分析，我能够更直观地理解书中所介绍的理论知识是如何在现实世界的芯片中得到应用的。更难得的是，作者在描述设计流程时，也考虑到了实际工程中的各种挑战，例如如何进行逻辑综合、如何进行时序分析、如何进行版图设计等等，并给出了相应的建议和注意事项。这对于我们这些希望将所学知识应用于实际项目开发的读者来说，无疑是极具价值的。我曾经尝试过自己设计一些小型的数字电路，但总是因为缺乏对实际工程问题的认识而屡屡碰壁。这本书的出现，就像给我打开了一扇新的大门，让我看到了理论与实践结合的无限可能，也为我今后的学习和工作指明了方向。

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这本书的包装设计非常精美，封面采用了深邃的蓝色调，点缀着闪烁的电路图腾，仿佛预示着其中蕴含的无穷奥秘。拿在手里，厚实而有分量，传递出一种专业和严谨的气息。我尤其喜欢封面上的字体设计，既有现代感又不失古典的韵味，让人忍不住想要翻开一探究竟。书脊上的烫金工艺在灯光下熠熠生辉，与整体风格相得益彰。打开扉页，纸张的质感也相当不错，略带哑光，触感温润，印刷清晰，字迹工整。书中大量的插图和图表，都是以高质量的彩印呈现，色彩饱满，线条流畅，即使是复杂的电路原理图，也能被清晰地展现出来，这对于我们这种需要大量视觉辅助来理解抽象概念的读者来说，简直是福音。我之前购买过一些技术书籍，虽然内容扎实，但往往在装帧和排版上显得比较粗糙，阅读体验大打折扣。而这本《数字集成电路设计》，从最外层的包装到内里的每一页纸，都体现了出版方的用心和对读者的尊重，这无疑会极大地提升我的阅读兴趣和学习动力，让我更愿意沉浸在这本书所构建的数字电路的奇妙世界里。

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翻开这本书，首先吸引我的是其严谨的逻辑组织和由浅入深的讲解方式。作者并没有一开始就抛出过于晦涩的概念，而是从数字电路的基础原理娓娓道来，循序渐进地引入更复杂的知识点。每一个章节的设置都显得非常合理，知识点之间衔接自然，不会让人感到突兀。例如，在讲解逻辑门电路时，作者不仅详细介绍了基本门电路的功能和特性，还通过大量清晰易懂的实例，展示了如何利用这些基本门电路构建更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。我尤其欣赏作者在解释抽象概念时所使用的类比，比如将触发器比作一个可以“记住”状态的开关，这种形象的比喻大大降低了理解门槛。此外，书中提供的各种练习题也是一大亮点，这些题目紧扣章节内容，既有巩固基础的计算题，也有需要发挥创意的设计题，能够帮助读者检验学习效果，并将理论知识转化为实际操作能力。我一直觉得，一本好的技术书籍，不仅仅是知识的搬运工，更应该是一位优秀的引导者，能够带领读者一步步探索未知，而这本《数字集成电路设计》无疑做到了这一点，它让我感觉自己不再是孤军奋战，而是有一个经验丰富的向导在身边指引。

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