电磁兼容技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:本社编

出品人:

页数:437

译者:

出版时间:2005-2

价格:44.0

装帧:精装

isbn号码:9787118036770

丛书系列:

图书标签:

• 电磁兼容
• EMC
• 电磁干扰
• 电磁辐射
• 电路设计
• 高频电路
• 信号完整性
• 电源设计
• 屏蔽技术
• 测试技术

现代光学与光子学：从基础理论到前沿应用 本书旨在全面、深入地介绍现代光学与光子学的基本原理、核心技术及其在各个领域的广泛应用。内容涵盖了从经典光学到量子光学，再到新兴光子学器件与系统的各个层面，力求为读者构建一个系统、前沿的知识框架。 第一部分：光学基础与电磁波理论的统一 本部分致力于夯实读者对光现象背后物理规律的理解，侧重于将光视为一种特殊的电磁波进行深入剖析。 第一章：光的本性与电磁场理论回顾 详细回顾麦克斯韦方程组在介质中的应用，特别是关于电磁波传播的边界条件和波的描述。深入探讨光作为横电磁波的特性，包括偏振态的数学描述（琼斯矩阵与穆勒矩阵），以及光与物质相互作用的宏观电磁响应理论。引入光在真空和各向同异性介质中的传播常数、群速度和相速度的概念，并讨论色散关系对光脉冲展宽的影响。 第二章：几何光学与波动光学的衔接 几何光学部分，我们将审视费马原理及其在反射、折射中的应用。重点分析复杂成像系统（如多镜系统、复合透镜组）的设计与像差理论，包括球差、彗差、像散和场曲等高阶像差的定量分析和校正方法。 波动光学是理解干涉、衍射等现象的基础。本章详细阐述惠更斯-菲涅尔原理，并通过傅里叶光学的方法来描述衍射过程。重点讲解单缝、圆孔衍射，以及光栅的衍射特性。引入夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的数学模型和物理图像，并讨论夫琅禾费衍射在远场成像中的应用。 第三章：偏振光学与光调制技术 本章聚焦于光的偏振态及其精确控制。从自然光、线偏振光、圆偏振光到椭圆偏振光，通过斯托克斯参量和庞加莱球来描述任意偏振态。详细介绍双折射材料（如晶体）对偏振态的改变，以及波片（半波片、四分之一波片）的工作原理和应用。此外，深入探讨基于电光效应、磁光效应和声光效应的光调制器（如Pockels效应调制器），及其在光通信和光谱学中的应用潜力。 第二部分：量子光学与物质的相互作用 本部分将视角从宏观电磁波转向微观光子，探讨光与原子、分子等微观粒子之间的量子力学相互作用。 第四章：量子力学基础与光子的概念 介绍普朗克黑体辐射定律，爱因斯坦的光电效应，以及康普顿散射，为光子的粒子性提供实验基础。引入量子力学中的基本概念，如态矢量、算符和本征值方程。使用半经典方法（将光视为经典电磁场，物质视为量子系统）来描述受激吸收、自发辐射和受激辐射过程，明确爱因斯坦A、B系数的物理意义。 第五章：原子能级结构与光吸收/发射光谱 详细分析氢原子和类氢离子的能级结构，引入角动量、自旋和精细结构。讨论多电子原子的光谱项和选择定则，解释为什么某些跃迁是禁戒的。深入探讨多普勒展宽、洛伦兹展宽等线宽的物理机制，以及这些展宽对激光光谱精度的影响。介绍拉曼散射和荧光光谱的基本原理，及其在分子结构识别中的关键作用。 第六章：相干性理论与激光原理 相干性是描述光波关联性的重要指标。本章区分空间相干性和时间相干性（自相关函数和互相关函数），并介绍玻恩-泰勒理论在描述光场相干性中的应用。 激光部分是本应用领域的核心。详细阐述激光器的基本结构（增益介质、谐振腔、泵浦源），并推导受激辐射的阈值条件。重点分析了不同类型的激光器（如气体激光器、半导体激光器、固体激光器）的工作特性。深入探讨激光器的纵模和横模结构，以及锁模技术产生超短脉冲的原理和应用。 第三部分：光子学与先进器件技术 本部分聚焦于如何利用光与物质的相互作用设计、制造和应用各种先进的光学和光子器件。 第七章：非线性光学现象 非线性光学是现代光电子学的基石之一。本章介绍二次非线性过程（如倍频、和频、差频产生）的理论基础，强调相位匹配的重要性及其实现方法（如自发参量下转换的原理）。随后深入分析三次非线性过程，如自聚焦、交叉相位调制和受激喇曼散射。讨论非线性晶体材料的选择、晶体学要求和波导结构对非线性效率的影响。 第八章：集成光子学与波导理论 集成光子学是实现光子系统小型化和高集成度的关键。本章建立在波动光学基础之上，详细分析平面光波导和脊形光波导的模式（TE、TM模式）和有效折射率理论。讲解光耦合技术（端面耦合、棱镜耦合）的效率分析。重点介绍光栅耦合器、定向耦合器、光环形谐振腔等基本无源集成光学器件的设计原理。 第九章：光电子器件与传感 本章关注光电转换和信息处理的关键器件。深入分析半导体PN结的光学特性，如LED的发光机制和光电二极管（PIN、雪崩光电二极管）的响应速度与噪声特性。详细介绍半导体激光器的结构优化，如DFB和DBR激光器的设计。在传感方面，系统介绍光纤传感器的基本原理，包括强度调制、相位调制和基于法布里-珀罗腔的传感器结构，以及它们在温度、应变、压力测量中的应用实例。 第四部分：先进技术与未来方向 本部分探讨当前光学领域中最具活力和前瞻性的研究方向。 第十章：超快光学与时间分辨技术 超快光学致力于研究和操控皮秒、飞秒量级的时间尺度现象。详细阐述克尔透镜锁模（Kerr-Lens Mode-Locking）和增益锁模的物理机制，以及啁啾脉冲放大（CPA）技术在产生高能量超快脉冲中的关键作用。讨论飞秒脉冲的频谱表征（如自相关测量）和时域控制技术。 第十一章：超分辨成像与光学近场技术 讨论衍射极限对传统光学成像的制约。系统介绍几种突破衍射极限的技术：近场扫描光学显微镜（NSOM）的探针设计与成像机制；基于STED（受激发射损耗）和PALM/STORM（光激活定位显微）的荧光超分辨技术，阐述其分辨率提升的物理基础。 第十二章：拓扑光子学与人工结构 介绍人工设计的超材料（Metamaterials）和超表面（Metasurfaces）的概念。重点讲解光子晶体（Photonic Crystals）对光传播的能带结构调控。深入探讨拓扑绝缘体在光子学中的类比，如拓扑光子晶体和拓扑保护的边缘态，分析它们在单向光传输和抗缺陷传输中的潜力。 --- 全书总结： 本书的编写遵循从基础物理到尖端工程的逻辑递进，内容力求严谨、深入且具有时代性，旨在培养读者扎实的理论基础、敏锐的工程洞察力，并能够应对未来光学与光子学领域的技术挑战。

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从一个对标准化和法规要求特别敏感的质量控制角度来看，这本书提供了无与伦比的参考价值。它的法规章节覆盖得非常全面，不仅仅提到了FCC和CE Mark这样的大众标准，对于汽车电子的ISO 11452系列、医疗设备的IEC 60601等特定行业的标准也有深入的解读。令我惊叹的是，作者对标准条文的“解释”远胜于简单的“引用”。例如，在讲解CISPR 32标准中对“信息技术设备（ITE）”的分类时，书中清晰地指出了不同测试等级（A类和B类）背后的设计哲学差异，以及这如何影响到产品的成本和市场定位。这种对标准“背后的意图”的洞察，对于产品经理和法规工程师来说，是无价之宝。此外，书中还穿插了大量关于“合规性测试失败后的故障排除指南”。它不是简单地罗列失败现象，而是提供了一套系统的、基于故障树的排查流程，从最常见的接地不良到复杂的共模抑制失效，每一步都有明确的检验点和修正建议。这本书俨然成为了我们部门的“EMC故障应急手册”，极大地提升了产品一次性通过EMC认证的成功率，显著降低了返工成本。

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我必须说，这本书的深度和广度超乎我的预期，尤其是在系统级电磁兼容方面，提供了非常深刻的见解。很多市面上的EMC书籍往往聚焦于元器件或单板层面的屏蔽和滤波，但这本书明显提升了视角。它花了相当大的篇幅讨论机箱、线缆束以及系统整体的互连对电磁兼容性的影响。我对其中关于“缝隙辐射”和“开口耦合”的章节印象尤为深刻。作者没有满足于简单的理论公式，而是通过大量的实际案例分析，展示了看似微小的结构缺陷（比如机箱上的通风孔、连接器的缝隙）如何成为高频噪声泄漏的“天线”。我之前负责的一个大型工业控制系统项目，就因为机箱的接地策略和线束的捆扎方式导致了严重的射频干扰问题，翻阅此书后，我发现书中的“共模扼流圈在多芯线束中的应用拓扑”部分，几乎完美地解释了我们当时遇到的困境，并提供了立即可行的优化方案。此外，书中关于“系统级去耦”的论述，将电源完整性（PI）与电磁兼容性（EMC）紧密联系起来，强调了电源网络设计对系统抗扰度的基础性作用，这对于设计高性能、高可靠性的嵌入式系统而言，提供了极其宝贵的指导思路。这本书无疑是为有一定基础，希望向系统级设计迈进的工程师量身打造的进阶读物。

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阅读这本书的过程，我深切感受到作者在“材料科学”和“电磁屏蔽”交叉领域所付出的心血。这部分内容极其精彩，它突破了传统EMC书籍停留在“理论公式+理想屏蔽室”的窠臼。书中详细分析了不同屏蔽材料的性能，比如导电衬垫（Gaskets）的选择、导电涂层与喷涂层的特性差异，以及在实际安装中，如何处理屏蔽体的不连续性问题，比如铆接、焊接和导电胶的使用对屏蔽效能（SE）的影响。尤其让我受益匪浅的是关于“屏蔽接地的物理模型”的论述。作者用非常直观的图示说明了，为什么在高频下，一个低阻抗的“点接触”远不如一个高阻抗的“面接触”来得可靠，这彻底颠覆了我之前对“搭铁”的简单认知。书中甚至探讨了多层结构屏蔽件的优化设计，以及在极端温度或湿度环境下屏蔽材料性能衰减的预测模型。对于需要设计高可靠性、军工级或航空航天类产品的工程师来说，这本书提供的关于材料选择和结构完整性的细致指导，是教科书级别的数据支撑，远非简单的“使用铜箔”就能解决的问题，它真正深入到了物理层面的细节处理。

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这本书的结构组织得极其巧妙，有一种循序渐进的逻辑美感。它不像那种教科书式的按部就班，而是将复杂的EMC知识点进行了高效的“情景化”分组。我特别欣赏它对“设计与仿真”这个环节的重视。在传统的EMC书籍中，仿真往往被简单带过，但《电磁兼容技术》中，作者详细探讨了时域求解器和频域求解器在EMC分析中的适用场景和局限性。比如，书中对比了FDTD方法和有限元方法在分析复杂结构电磁耦合时的优劣，这对我优化仿真流程非常有帮助。更实用的是，书中给出了很多关于“模型保真度”的实用建议，指导读者如何根据设计阶段的不同，选择合适的模型复杂度和网格密度，避免不必要的计算资源浪费，同时保证结果的可靠性。这种注重效率和准确性的平衡，在工程实践中极为重要。当我需要快速评估某个新布局的EMC风险时，能够迅速在书中找到对应的仿真技巧和验证标准，大大缩短了设计迭代周期。这本书真正做到了“授人以渔”，教会读者如何用现代工具科学地解决EMC问题，而不是仅仅告诉我们“应该做什么”。

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这本《电磁兼容技术》绝对是工程师和技术人员的案头必备！我刚拿到这本书的时候，还担心内容会过于晦涩难懂，毕竟电磁兼容这个领域本来就充满了复杂的物理原理和标准规范。但翻开第一章，我就发现我的顾虑完全是多余的。作者的叙述方式非常贴近工程实践，不是那种纯粹的理论堆砌。举个例子，书中对“辐射发射”和“传导发射”的讲解，不仅仅停留在理论模型上，而是深入剖析了实际电路中哪些环节是主要的“元凶”，比如开关电源的开关噪声、PCB走线的耦合效应等等。更让人眼前一亮的是，它对EMC测试环境和标准的介绍详实而实用，我对照着自己实验室的设备和流程看，很多之前模棱两可的地方一下子就清晰了。比如，关于3米法和10米法的场地衰减测试细节，书中列举了不同频率段的考量，这对于项目初期进行设计仿真和后期样机验证至关重要。我特别喜欢它在设计抗扰度（EMS）部分的处理，从静电放电（ESD）到瞬态脉冲群（EFT/Burst），再到工频磁场，每一种干扰源的耦合路径和抑制方法都配有清晰的等效电路模型和PCB布局建议。这本书的价值就在于，它架起了一座理论与实践之间的坚实桥梁，让原本感觉高不可攀的EMC设计，变得触手可及，极大地提升了我处理复杂电子产品电磁兼容问题的信心。

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