光子晶体的光学性质（第2版） [Optical Properties of Photonic Crytals] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] K.迫田 著

图书标签:

• 光子晶体
• 光子学
• 光学
• 材料科学
• 纳米光子学
• 固体物理
• 电磁学
• 周期性结构
• 光子带隙
• 光子器件

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510061431

版次：2

商品编码：11321054

包装：平装

外文名称：Optical Properties of Photonic Crytals

开本：24开

出版时间：2013-10-01

用纸：胶版纸

页数：253

正文语种：英文

内容简介

　　During the three years since the first edition of this book was published， the study of photonic crystals has made steady progress. The propagation of elec- tromagnetic waves in various types of photonic crystal has been investigated thoroughly by many researchers so that the basis for practical applications is now firmly established. On the other hand， the quantum-optical aspects of photonic crystals remain less-well investigated although they may bring about completely new quantum-electrodynamical effects， due to the anoma-lous photon density of states realized-in such crystals.

内页插图

目录

1.Introduction

2.Eigenmodes of Photonic Crystals
2.1Wave Equations and Eigenvalue Problems
2.2Eigenvalue Problems in Two-Dimensional Crystals
2.3Scaling Law and Time R:eversal Symmetry
2.4 Photonic Band Calculation
2.4.1 Fourier Expansion of Dielectric Functions
2.4.2 Some Examples
2.5 Phase Velocity, Group Velocity, and Energy Velocity
2.6 Calculation of Group Velocity
2.7 Complete Set of Eigenfunctions
2.8 Retarded Green's Function

3. Symmetry of Eigenmodes
3.1 Group Theory for Two-Dimensional Crystals
3.2 Classification of Eigenmodes in the Square Lattice
3.3 Classification of Eigenmodes in the Hexagonal Lattice
3.4 Group Theory for Three-Dimensional Crystals
3.5 Classification of Eigenmodes in the Simple Cubic Lattice
3.6 Classification of Eigenmodes in the fcc Lattice

4.Transmission Spectra
4.1 Light Transmission and Bragg Reflection
4.2 Field Equations
4.2.1 E Polarization
4.2.2 H Polarization
4.3 Fourier Transform of the Dielectric Function
4.3.1 Square Lattice
4.3.2 Hexagonal Lattice
4.4 Some Examples
4.4.1 Square Lattice
4.4.2 Hexagonal Lattice
4.5 Refraction Law for Photonic Crystals
……

5.Optical R,esponse of Photonic Crystals
6.Defect Modes in Photonic Crystals
7.Band Calculationwith Frequency-Dependent Dielectric Constants
8.Photonic Crystal Slabs
9.Low-Threshold Lasing Due to Group-Velocity Anomaly
10.Quantum Optics in Photonic Crystals
11.Superfiuorescence
12.Epilogue
References
Index

前言/序言

光子晶体的光学性质（第2版） 作者： [此处应为原书作者姓名] 出版社： [此处应为原书出版社名称] 出版年份： [此处应为原书出版年份] --- 图书简介 本书《光子晶体的光学性质（第2版）》是光子学领域内一本里程碑式的专著，旨在系统、深入地剖析一维、二维及三维光子晶体（Photonic Crystals, PCs）在宏观和微观尺度上展现出的独特光学行为及其背后的物理机制。作为第二版，本书在继承第一版严谨的理论框架和详实的实验数据基础上，融入了近十年来光子晶体研究领域最前沿的突破性进展，尤其关注材料设计、缺陷工程以及与非线性光学和拓扑光学的交叉融合。 光子晶体，作为一种具有周期性光学介质结构的人工超材料，其核心在于通过调控材料的介电常数周期性变化，在布里渊区内形成能带结构——即光子带隙（Photonic Band Gap, PBG）。这种带隙效应使得特定频率范围内的光波无法在晶体中传播，从根本上改变了光在介质中的传播规律，为光的操控和集成提供了前所未有的自由度。本书将围绕这一核心概念展开详尽的论述。 第一部分：基础理论与能带结构构建 本书开篇首先回顾了电磁波在周期性介质中传播的麦克斯韦方程组，并详尽介绍了求解光子带隙结构所依赖的平面波展开法（Plane Wave Expansion, PWE）、有限差分时域法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）以及严格耦合波分析法（Rigorous Coupled-Wave Analysis, RCWA）等核心计算工具。 重点章节深入探讨了不同维度的光子晶体能带结构的形成机制。对于一维多层膜结构，详细阐述了布拉格反射与Bragg方程的推广应用，以及如何利用有效介电常数概念来理解其宏观表现。对于二维周期结构（如光子晶体光纤或二维平板结构），则着重分析了其对称性（如方形、六角形晶格）对带隙位置、宽度和极化依赖性的影响。三维光子晶体的讨论则聚焦于高对称性晶格（如金刚石结构）的构建难度与实现前景。 本书的显著特点在于，它不仅停留在“有无带隙”的描述层面，而是深入剖析了有效介质理论在描述光子晶体宏观特性（如负折射率现象）中的适用范围和局限性，为读者搭建起从微观结构到宏观光学现象的桥梁。 第二部分：缺陷工程与光波操控 光子晶体最引人注目的应用潜力，源于其对光传播的“剪裁”能力。第二部分将焦点转向缺陷工程，即如何在周期性结构中引入局部扰动，从而在原本禁带（PBG）中产生局域化的光态——缺陷模式。 本书对缺陷模式的分析极其细致： 1. 零维缺陷（点缺陷）：分析了空腔（Cavity）的品质因数（Q值）与其限制光场强度的关系，讨论了如何设计超小体积的高效光存储单元。 2. 一维缺陷（线缺陷）：详细介绍了光子晶体波导的理论建模。内容涵盖了不同线缺陷结构（如阶梯状、悬空型）对波导损耗的影响，以及如何利用导波色散曲线来分析慢光效应（Slow Light）的产生条件，包括群速度的极端减慢对非线性光学信号处理的意义。 3. 耦合波导网络：超越单个波导，本书还探讨了多条波导之间的耦合机制，例如如何利用耦合器的设计实现光在复杂网络中的精确路由和分束。 此外，对边缘态和拓扑绝缘体中的边缘态的讨论是第二版的亮点。通过引入拓扑不变量的概念，本书解释了光子拓扑绝缘体如何确保光波在晶格边缘无损传播，即使结构存在缺陷或弯曲，也展现出卓越的鲁棒性，为构建抗散射、高容错的光学电路提供了新的理论指导。 第三部分：先进光学效应与材料集成 第三部分将理论研究提升到实际应用层面，重点阐述了光子晶体与其他重要光学现象的结合。 非线性光学响应：光子晶体能够极大地增强光与物质的相互作用。本书分析了在光子晶体腔或波导中，由于限制效应导致的有效光强的大幅提高，如何显著增强二次谐波产生（SHG）、倍频和自相位调制等非线性过程。同时，探讨了如何利用光子晶体结构来实现光限幅效应和光开关，特别是基于载流子注入或热光效应的动态调控。 光子晶体与材料科学的交融：本书详细介绍了集成光子学中常用的硅基、氮化硅基光子晶体器件的制备工艺挑战，以及如何利用孔径可调或介电常数可变的材料（如液晶、相变材料）来动态改变光子带隙，实现可重构光学器件。 光子晶体光纤（PCF）：作为光子晶体应用的重要分支，PCF的特殊结构带来的零色散传输和大有效模场面积的特性被单独辟章论述。读者可以清晰地了解到，PCF如何通过控制包层孔的排列和尺寸，实现在特定波长下对光场约束的精确设计，这对于高功率激光传输和超连续谱产生至关重要。 总结与展望 《光子晶体的光学性质（第2版）》不仅是一本面向高年级本科生和研究生的教科书，更是一部结构清晰、内容前沿的研究参考手册。它深入浅出地连接了固体物理中的能带理论与电磁学中的麦克斯韦方程组，为读者提供了全面而深入的理解，使其能够设计、模拟并最终实现下一代光电子器件。本书对计算方法、实验验证、以及新兴领域（如拓扑光子学）的覆盖，确保了其在未来十年内仍将是光子学研究者必备的经典著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我们研究光电子器件的团队来说，无疑是一件振奋人心的事。我们团队一直致力于开发更高效率、更低功耗的光电器件，而光子晶体的独特光学特性，是我们探索新一代器件设计的关键。我最期待的，是这本书能够提供关于光子晶体设计和制备的最新进展。比如，作者是否能详细介绍当前主流的光子晶体设计软件和仿真方法，以及在制备过程中会遇到哪些技术难点和解决方案？我希望书中能有关于不同材料体系的光子晶体（如半导体、介电材料等）的比较分析，以及它们各自的优劣势。同时，对于如何精确调控光子晶体的光学性质，例如通过改变结构参数、缺陷引入等方式来实现特定的功能，我非常希望书中能有深入的探讨。如果能提供一些与实际器件性能相关的参数和优化策略，对我们的研发工作将大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光学领域有着浓厚兴趣的业余爱好者，我一直想找到一本能够深入浅出介绍前沿光学概念的书籍。当看到《光子晶体的光学性质（第2版）》的标题时，我立刻就被吸引了。我特别关注“光学性质”这个词，因为它直接指向了这本书的核心内容。我非常期待它能详细讲解光子晶体在不同波段、不同结构下的各种光学行为。比如，它能否解释为什么有的光子晶体能够实现全反射，有的却能让特定波长的光“畅通无阻”？我希望书中能够包含大量的实验数据和仿真结果，用严谨的科学证据来支撑理论的阐述。更重要的是，我希望这本书能拓展我的视野，让我了解到光子晶体在现实世界中的具体应用，比如在光通信、激光技术、甚至新型显示器等领域，它扮演着怎样的角色。如果书中能提供一些关于未来发展趋势的展望，那就更好了，能激发我对这个领域未来潜力的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的教材，其重要性不亚于一位好老师。我之所以关注《光子晶体的光学性质（第2版）》，是因为我一直觉得光子晶体这个领域，虽然概念新颖，但想要真正理解其内在的物理机制，需要一个清晰、系统化的学习路径。我希望这本书能够帮助我建立起扎实的理论基础，而不仅仅是停留在表面概念的理解。我期待书中能够提供一些经典的、经过时间检验的理论模型，并对其进行深入的剖析。同时，我也希望作者能够引导我如何去思考问题，如何运用所学的知识去分析和解决实际的光子晶体相关的光学问题。我更看重的是，这本书能否帮助我培养独立思考和科研创新的能力。如果书中能够包含一些案例分析，或者引导性的习题，那么对于我这样的学习者来说，将是极大的帮助，让我能够更好地将理论知识内化为自己的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光学领域深耕多年的研究者，我深知理论知识的更新迭代速度。一本优秀的书籍，应该能够及时反映领域内的最新研究成果和发展趋势。因此，我对《光子晶体的光学性质（第2版）》寄予厚望，希望它能够提供关于光子晶体光学性质研究的最新理论模型和实验进展。我特别关注书中是否涵盖了近年来出现的新的光子晶体类型，比如二维、一维光子晶体，以及它们在特殊光场调控方面的独到之处。我也很想知道，作者是如何处理那些复杂的、非线性光学效应的，这些效应在光子晶体中往往表现得尤为突出。另外，对于如何利用光子晶体实现一些前沿的光学功能，例如慢光、光存储、超材料等，我希望书中能有详实的论述和前瞻性的见解。一本真正有价值的书，应该能够激发我的新思考，并为我的研究方向提供新的灵感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给我一种非常高级的感觉，深邃的蓝色背景，上面点缀着抽象的光学图案，仿佛真的在描绘着那些精妙的光子晶体结构。我本来对“光子晶体”这个概念是知之甚少的，只知道它和光有关，但具体能做什么，有什么神奇之处，完全没有概念。拿到这本书，我第一反应就是想通过它来构建一个初步的认识框架。我期待它能像一个引路人，用通俗易懂的语言，一步步地揭示光子晶体的基本原理，比如它们是怎么形成的，和普通晶体又有什么区别，更重要的是，它到底能“玩”出什么花样来。我希望作者能够从最基础的概念讲起，比如布拉格衍射，光子带隙等等，这些听起来就很有科技感。同时，我也希望这本书能给我一些直观的理解，比如通过一些图例或者简单的模型，让我能够想象出光子在晶格中是如何传播和相互作用的。要知道，纯粹的理论推导对我这样跨领域的读者来说，有时候会显得枯燥乏味。所以，这本书能否在我脑海中勾勒出一幅清晰的光子晶体世界图景，是我最看重的。

评分☆☆☆☆☆

书的内容还不错，封面不是很好

评分☆☆☆☆☆

经典好书，指的收藏！

评分☆☆☆☆☆

和晶体光学关系不大，不错的参考书，推荐

评分☆☆☆☆☆

不错啊！！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

差评，封面居然这么差，有一条很深的划痕，而且印刷偏右，感觉是盗版的！*真是名不虚传！

评分☆☆☆☆☆

内容深刻，

评分☆☆☆☆☆

书的内容还不错，封面不是很好

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，参考资料，还不错！

评分☆☆☆☆☆

内容深刻，