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出版者:中国建工

作者:中国建筑装饰协会培训中心 编

出品人:

页数:442

译者:

出版时间:2003-7

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787112057399

丛书系列:

图书标签:

• 建筑装饰
• 建筑装修
• 幕墙工程
• 建筑工程
• 施工技术
• 工程管理
• 建筑材料
• 装修设计
• 工程案例
• 规范标准

好的，这是一本关于高级光学理论与应用的图书简介，字数约1500字，旨在提供详尽、深入的学术内容概述。 --- 《光场调控：超材料与拓扑光子学的理论前沿与精密工程实践》 图书概述 本书籍全面深入地探讨了现代光学领域中最具革命性的两个分支——超材料（Metamaterials）和拓扑光子学（Topological Photonics）——的理论基础、设计原理、前沿应用及其在精密工程中的实现路径。全书结构严谨，内容涵盖从基础的电磁理论到复杂系统的构建与表征，旨在为高层次研究人员、资深工程师以及相关专业的研究生提供一本兼具理论深度与工程实用性的参考专著。 本书的核心目标是揭示如何通过对光与物质相互作用的结构化设计，实现对光场分布、偏振态、相位结构以及能量流的精准、任意调制，从而突破传统光学元件的衍射极限和设计约束。 第一部分：基础理论的深化与重构（Foundational Theories Reimagined） 第一章：经典电磁学在亚波长尺度下的修正与扩展 本章首先回顾了麦克斯韦方程组在线性和非线性介质中的基本解法，随后重点转向亚波长尺度下的电磁响应模型。详细阐述了有效介质理论（EMT）的局限性及其在局域场增强效应中的失效点。引入了基于体积积分方程（VIE）和表面等效原理（SEP）的数值模拟方法，特别是有限元法（FEM）和时域有限差分法（FDTD）在处理复杂结构边界条件时的精度考量。重点讨论了电导率、磁导率张量在亚波长结构中的非局域效应建模。 第二章：手性、局域共振与广义洛伦兹模型 深入分析了构成超材料响应的两个基本物理机制：局域共振（Localized Resonance）和手性（Chirality）。详细解析了等离子激元（Plasmonic Resonance）的激发条件、品质因数（Q Factor）的调控，以及电磁诱导透明（EIT）在超材料结构中的类比现象。构建了广义的洛伦兹-德鲁德（Lorentz-Drude）模型，用以描述具有损耗和非互易性的介质响应，为设计低损耗、宽带工作器件奠定理论基础。 第二部分：超材料的结构设计与功能实现（Metamaterial Design and Functional Realization） 第三章：超表面（Metasurfaces）的相位梯度工程 超表面作为超材料的二维简化形式，在本章中得到详尽阐述。重点剖析了几何相位（Pancharatnam-Berry, PB Phase）机制、传输相位（Generalized Snell’s Law）机制及其耦合效应。通过“Veselago 负折射率”的结构实现路径，系统性地梳理了超表面在实现完美反射、超分辨成像（Super-resolution Imaging）和偏振控制方面的设计流程。特别介绍了基于机器学习辅助设计（ML-assisted Design）的优化算法在加速超表面参数搜索中的应用。 第四章：光流的拓扑保护与不变量（Topological Invariants and Light Flow） 拓扑光子学是本书的第二大核心。本章从凝聚态物理中的拓扑绝缘体概念引入，阐述了如何将这些概念映射到光子晶格中。详细介绍了时间反演对称性（Time-Reversal Symmetry）在光波导中的作用，以及如何利用Chern 数和Z2 不变量来定义光场拓扑特性。核心内容包括拓扑边界态（Topological Edge States）的产生机理、其对缺陷和无序的鲁棒性（Robustness）的严格数学证明，以及在光子集成电路中的应用潜力。 第五章：非厄米（Non-Hermitian）光子系统与奇异点 本章探讨了超越传统厄米系统的光子学前沿。详细解析了增益与损耗在光子系统中的非厄米哈密顿量描述。重点研究了非厄米奇异点（Exceptional Points, EPs）的物理意义，包括其如何导致频谱的非线性依赖性和增强的传感灵敏度。本书提供了EPs在实现单向光传输（Unidirectional Light Propagation）和高精度传感器件设计中的具体案例分析。 第三部分：精密工程应用与集成化挑战（Precision Engineering and Integration Challenges） 第六章：动态可调谐光场调控器件 针对实际应用需求，本章关注光场在时间域和空间域的动态可调控技术。探讨了如何将电光效应（Pockels Effect）、热光效应（Thermo-optic Effect）与超表面结构集成，实现高速、大范围的相位调制。详细比较了基于液晶（Liquid Crystals）、石墨烯（Graphene）和相变材料（Phase Change Materials）实现主动调控的优缺点，尤其关注在空间光调制器（SLM）领域的最新进展。 第七章：光子集成与异质集成技术 超材料和拓扑光子学器件要实现大规模应用，必须解决集成化问题。本章专注于将亚波长结构集成到主流半导体平台（如硅光子学平台）上的挑战。讨论了电子束光刻（EBL）、聚焦离子束（FIB）等制造技术对实现亚10nm结构精度的影响。同时，深入分析了异质集成（Heterogeneous Integration）中，如III-V族半导体与硅基材料的无损耦合方法，以克服损耗和耦合效率的限制。 第八章：前沿传感、成像与量子信息接口 本章是全书应用的总结与展望。重点介绍了利用超材料和拓扑态实现超灵敏传感（e.g., 表面等离子体增强拉曼散射 SERS）、完美成像（Near-field and Far-field Perfect Imaging）的技术路径。在量子信息方面，阐述了如何利用拓扑光子晶格中的受激辐射或单光子源，构建拓扑保护的量子互连（Topologically Protected Quantum Interconnects），并探讨其在构建分布式量子网络中的可行性与限制。 --- 本书特色： 理论的深度耦合： 首次将超材料的亚波长结构设计与拓扑光子学的拓扑不变量理论进行系统的、互补性的融合论述。 跨学科视野： 紧密结合固体物理的群论、微分几何以及经典电磁学，构建多尺度、多物理场的统一分析框架。 面向工程实践： 包含了大量关于制造公差、损耗分析、以及实际器件测试的工程化考量，而非纯粹的理论推导。 本书是光电子学、电磁学、材料科学交叉领域研究者不可或缺的参考资料。

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这本书的配套资源体系构建得相当完善，这大大超出了我拿到书时的心理预期。不仅仅是书本本身，随书附带的那个在线学习平台的访问码简直是神器。里面包含的那些高清晰度的三维动画演示，将那些在图纸上难以理解的节点构造细节，用动态、可视化的方式清晰地展示出来，比看再多的二维图纸都来得直观有效。此外，书中提到的那些规范查询工具和案例数据库的链接也都是实效的，这说明出版团队在制作完成后仍然保持着对内容的持续维护和更新，而不是做完一套书就束之高阁。对于一个在职学习者来说，这种即时反馈和多维度学习的支持，无疑是锦上添花，让知识的学习曲线变得更加平缓而高效。

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这本书的叙事节奏把握得如同高手设计的建筑线条一样流畅且富有逻辑性。它并没有采取那种枯燥的、教科书式的堆砌知识点的方式，而是像一位经验丰富的老师傅在娓娓道来他一生的看家本领。开篇便用几个引人入胜的案例，快速将读者带入到真实的项目现场，那种身临其境的感觉非常强烈。随后，章节间的过渡自然而然，从基础材料的性能分析，平滑过渡到复杂节点的构造逻辑，每一步的递进都恰到好处，让你在不知不觉中消化了大量专业知识，完全没有“被灌输”的压力感。这种行文风格，让原本严肃的技术内容变得鲜活起来，我感觉自己不是在读一本专业书籍，而是在参与一场高质量的行业研讨会，充满了启发性。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面采用了一种沉稳的墨绿色，搭配烫金的字体，显得既专业又不失质感。内页纸张的厚度和光泽度都恰到好处，阅读起来眼睛非常舒服，即使长时间翻阅也不会感到疲劳。尤其是书中插图的排版，布局巧妙，将复杂的结构图与清晰的实景照片无缝衔接起来，让人一眼就能抓住重点。我特别欣赏作者在图例注释上的细致考究，每一个细微的节点处理都标注得清清楚楚，这对于我们这些初学者来说，简直是福音。翻阅起来，能感受到出版方在每一个环节都投入了极大的匠心，从目录的清晰分层到索引的便捷设置，都体现了对读者体验的尊重。可以说，光是这份对实体书本身的打磨，就已经让它在众多专业书籍中脱颖而出了，让人爱不释手，恨不得立刻投入到实践中去。

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作为一名资深业内人士，我通常对市面上那些泛泛而谈的技术书籍持保留态度，但这本书的深度和广度确实超出了我的预期。它对新材料和新工艺的探讨，绝非停留在概念层面，而是深入到了材料的微观结构和实际应用中的性能衰减规律。尤其是在复杂幕墙系统的抗风压计算和隔热隔声性能优化部分，作者引用了最新的国际标准和大量的实测数据进行支撑，这为我们解决实际工程中的疑难杂症提供了坚实的理论后盾。书中对于“绿色建筑”和“可持续性设计”的思考也十分前瞻，不仅仅是简单的环保口号，而是提供了具体的、可量化的技术路径。这种将前沿研究与工程实践紧密结合的能力，是这本书最宝贵的价值所在。

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这本书的语言风格有一种令人信服的权威感，但这种权威感并非建立在故作高深之上，而是源于作者对行业脉络的洞察和对细节的极致追求。作者善于使用精准、凝练的术语来描述高度复杂的技术问题，每一个句子都仿佛经过了反复推敲，没有一句废话。即便涉及到一些跨学科的知识点，比如结构力学和热工学原理，作者也能用最简洁的方式阐述其在幕墙应用中的核心要义。更难得的是，在讲解那些容易混淆的概念时，作者会采用一种对比分析的手法，将几种方案的优缺点剖析得淋漓尽致，让人豁然开朗，立刻明白了技术选择背后的权衡艺术。这种对语言的精雕细琢，极大地提升了阅读效率和知识吸收率。

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