Fundamentals of Photonic Crystal Guiding pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Skorobogatiy, Maksim/ Yang, Jianke

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2009-1

价格:$ 158.20

装帧:

isbn号码:9780521513289

丛书系列:

图书标签:

光子晶体
光波导
光子学
光学
纳米光子学
集成光学
光纤
材料科学
电磁学
微结构光学

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

If you're looking to understand photonic crystals, this systematic, rigorous, and pedagogical introduction is a must. Here you'll find intuitive analytical and semi-analytical models applied to complex and practically relevant photonic crystal structures. You will also be shown how to use various analytical methods borrowed from quantum mechanics, such as perturbation theory, asymptotic analysis, and group theory, to investigate many of the limiting properties of photonic crystals which are otherwise difficult to rationalize using only numerical simulations. An introductory review of nonlinear guiding in photonic lattices is also presented, as are the fabrication and application of photonic crystals. In addition, end-of-chapter exercise problems with detailed analytical and numerical solutions allow you to monitor your understanding of the material presented. This accessible text is ideal for researchers and graduate students studying photonic crystals in departments of electrical engineering, physics, applied physics and mathematics.

好的，这是一份图书简介，聚焦于光子晶体导光理论的基础原理，但不包含《Fundamentals of Photonic Crystal Guiding》这一特定书名或其内部具体章节结构。 --- 光子晶体导光原理：理论基础与新兴应用图书简介本书旨在为读者系统地介绍光子晶体（Photonic Crystals, PCs）作为一种革命性光学材料在光波导构建中的核心物理原理和工程应用。我们深入探讨了光子晶体结构如何通过周期性地调制材料的介电常数，从而在特定频率范围内打开“光子禁带”（Photonic Band Gap, PBG），这一现象是实现光场精准控制的关键。第一部分：光子晶体基础物理本书的第一部分奠定了理解光子晶体导光行为的理论基石。我们首先回顾了电磁波在周期性介质中传播的经典理论——布洛赫定理在光子晶体中的应用。通过引入宏观介电函数和有效的能带理论，我们详细分析了光子带结构的形成过程，解释了为什么在某些频率区间内光波无法在结构内部有效传播。特别地，本书侧重于一维（1D）、二维（2D）和三维（3D）光子晶体结构的能带计算方法。读者将学习如何利用傅里叶变换方法（FMT）和平面波展开法（PWE）来精确预测和可视化光子带隙的范围、宽度及其对结构参数（如晶格常数、孔径比、材料折射率对比度）的敏感性。我们不仅讨论了完美周期结构，还深入探讨了缺陷引入对能带结构的影响，这是实现光波导设计的起点。第二部分：光子晶体导光机制理解了光子禁带的形成后，本书的第二部分聚焦于如何利用这些禁带在光子晶体中实现高效、无损的光波导。我们详细剖析了“缺陷导光”机制。通过在周期性晶格中引入线缺陷（例如，移除一排孔洞或替换核心材料），我们能够在原本禁止光传播的频率范围内，创造出具有电子能级类比的“束缚态”（Localized Modes）。本书详尽分析了不同类型的线缺陷波导： 1. 线缺陷波导（Line Defect Waveguides）：重点讨论了如何通过设计缺陷线的几何形状和电磁环境，实现光场的完美限制和传输。我们对比了不同晶格拓扑结构（如六角晶格与方晶格）下导光性能的差异，包括模式有效折射率、弯曲损耗以及色散特性。 2. 点缺陷与谐振腔（Point Defects and Cavities）：我们探讨了点缺陷（如单个缺失的孔洞）如何作为微型光学谐振腔，实现对光的强局域化和高品质因数（Q Factor）的存储。这些谐振腔是构建集成光学器件，如滤波器、开关和耦合器的核心元件。第三部分：导光损耗与性能优化高效的光波导必须具备极低的传输损耗。本书的第三部分致力于分析和量化光子晶体导光过程中主要的损耗机制，并提出相应的优化策略。主要的损耗来源包括：辐射损耗（Radiation Loss）：特别是在弯曲或渐变结构中，光能向晶格辐射的现象。我们利用有限元法（FEM）和时域有限差分法（FDTD）的数值模拟技术，对弯曲波导的传输特性进行了深入的量化分析，并探讨了如何通过优化弯曲半径和晶格失真来最小化这一损耗。材料吸收与散射：讨论了材料本身的固有损耗以及由于制造工艺导致的表面粗糙度引起的散射损耗。在优化部分，本书引入了先进的结构设计技术，如“慢光”设计，通过设计具有平坦色散关系的波导结构，极大地增加群折射率，从而实现光脉冲的延迟和增强光与物质的相互作用。第四部分：光子晶体导光的新兴应用本书的最后部分展望了光子晶体导光技术在现代光学和光电子学中的前沿应用。 1. 片上集成光学（On-Chip Integration）：光子晶体波导因其超高的光场限制能力（远小于光波长尺度），是实现超小型化光路系统的理想选择。我们探讨了如何将光子晶体波导与传统介质波导（如脊形波导）进行高效耦合，实现功能模块的集成。 2. 非线性光学与光通信：由于光子晶体能够将光功率密度提升至极高水平，这极大地增强了光与物质的非线性相互作用。本书详细介绍了基于光子晶体波导的调制器、频率转换器以及高非线性传输线的设计原理。 3. 传感器件：利用光子晶体谐振腔对外部环境折射率变化的极高灵敏度，我们分析了其在生物化学传感和环境监测中的潜力。本书结构严谨，从基本物理概念出发，逐步深入到复杂的结构设计和工程应用，非常适合物理学、电子工程、材料科学等领域的本科高年级学生、研究生以及从事光电子和微纳光子学研究的科研人员。通过对光子晶体导光原理的全面掌握，读者将能够设计和开发出下一代高性能的光学器件。