光計算技術基礎(精) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李修建賈輝楊俊波劉菊楊建坤... 編

圖書標籤:

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• 光電子學
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齣版社： 國防工業

ISBN：9787118089608

商品編碼：29521153350

開本：16

齣版時間：2013-08-01

基本信息

• 商品名稱：光計算技術基礎(精)
• 作者：李修建//賈輝//楊俊波//劉菊//楊建坤
• 定價：60
• 齣版社：國防工業
• ISBN號：9787118089608

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2013-08-01
• 印刷時間：2013-08-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：精裝
• 頁數：234
• 字數：348韆字

編輯推薦語

《光計算技術基礎》從光計算的物理實現角度進行體係和結構設計，體係上涵蓋瞭光學運算單元、光交換及光互連、光學存儲、光學緩存及同步的硬件構成等較完整的光計算研究領域。本書內容不僅包含瞭傳統的光學元件和係統分析，還包含瞭半導體光電子器件理論及技術，以及已經被證明將是光計算機核心構成的光互連係統和三維光學存儲與調製元件，並加入瞭*具有前沿性的光學緩存及同步器件等新型光信息傳輸與處理技術及器件。本書由李修建、賈輝等編著。

內容提要

光計算技術是一種很有前途的新概念計算技術， 部分技術已經在**並行計算機上得到成功應用。《 光計算技術基礎》對一些主要的光計算技術和器件的 原理、實驗技術、*新研究成果和應用進行瞭描述， 內容涵蓋瞭半導體多量子阱光電子器件、VCSEls光源 、微光學和衍射光學元件、光學存儲、並行光互連、 光學緩存等主要的光計算技術和器件，並對未來光計 算技術的發展作瞭展望。
     《光計算技術基礎》可供計算機科學、物理學、 材料科學、自動化等學科領域的研究人員和高等院校 研究生、本科生進行研究和教學參考。本書由李修建 、賈輝等編著。
    

目錄

第1章 光計算技術概述
1.1 計算發展史及發展趨勢
1.1.1 原始計算時代
1.1.2 手工計算時代
1.1.3 機械和機電計算時代
1.1.4 電子計算時代
1.1.5 **並行計算機現狀及其發展
1.1.6 未來計算機技術發展展望
1.2 光計算概念及涵義
1.2.1 光學基本數字運算操作
1.2.2 光計算機係統結構基本模型
1.3 光學計算處理基礎
1.3.1 全息光柵
1.3.2 光學傅裏葉變換
1.3.3 阿貝成像原理與空間濾波
1.3.4 光學相關器
1.3.5 光學數字處理
參考文獻
第2章 半導體多量子阱光電子邏輯器件
2.1 半導體多量子阱基本原理
2.1.1 微納材料與量子局限效應
2.1.2 半導體多量子阱與自電光效應
2.2 自電光效應器件基本原理與特性
2.2.1 如何實現自電光效應
2.2.2 二極管偏置自電光效應器件實現雙穩態
2.2.3 對稱自電光效應器件
2.2.4 對稱自電光效應器件實現邏輯運算
2.3 多量子阱調製器的優化及特性
2.3.1 反射型調製器
2.3.2 非對稱F-P反射型調製器
2.3.3 多量子阱調製器性能
2.4 麵陣集成自電光效應陣列器件
2.4.1 多量子阱調製器和電子電路的集成-靈巧像素
2.4.2 多量子阱空間光調製器
2.5 總結及展望
參考文獻
第3章 光計算中的微型光源
3.1 概述
3.2 側麵發射光電子器件
3.2.1 LED與LD
3.2.2 功能光互連與半導體光源的發展
3.3 LED及LD模式垂直錶麵發射光源的結構及原理
3.3.1 LED模式垂直錶麵發射光源結構和功能特點
3.3.2 LD模式垂直錶麵發射光源初步
3.3.3 垂直錶麵發射光源的集成
3.4 VCSELs激光器
3.4.1 VCSELs的結構
3.4.2 VCSELs特性
3.4.3 VCSELs的優化設計
3.4.4 VCSELs的進展及趨勢
3.5 微型激光器的應用
3.5.1 光學邏輯器件
3.5.2 串行一並行數據轉換
3.5.3 並行光數據連接
3.6 總結及展望
參考文獻
第4章 微光學與衍射光學元件
4.1 引言
4.2 微光學元件設計
4.2.1 幾何光學設計
4.2.2 設計的標量分析
4.2.3 設計的矢量分析
4.3 微光學元件的加工技術
4.3.1 離子交換製備技術
4.3.2 利用相位掩膜的模擬光刻蝕技術
4.3.3 電子東納米光刻製造技術
4.4 平麵微透鏡陣列及其應用
4.4.1 膨脹結構的平麵微透鏡
4.4.2 微透鏡陣列應用
4.5 衍射光學元件的理論基礎
4.5.1 綫性閃耀光柵
4.5.2 衍射透鏡
4.5.3 衍射效率
4.6 二元光學元件
4.6.1 二元光學元件的設計
4.6.2 二元光學元件的製作
4.6.3 二元光學元件的應用
4.7 總結及展望
參考文獻
第5章 光學存儲器件
5.1 概述
5.2 雙光子吸收原理及其應用
5.2.1 雙光子過程
5.2.2 利用雙光子過程進行3D讀寫
5.3 光摺變效應及空間光調製器
5.3.1 光摺變效應及光摺變晶體
5.3.2 光摺變光尋址空間光調製器
5.3.3 光摺變空間光調製器的圖像操作
5.4 光學全息存儲
5.4.1 光學全息存儲概述
5.4.2 光學體全息存儲
5.5 近場光學存儲
5.5.1 超分辨近場結構光存儲概述
5.5.2 超分辨存儲實現的基本原理
5.5.3 超分辨掩膜的近場光學特性
5.6 光學存儲器件展望
參考文獻
第6章 並行光互連
6.1 概述
6.2 光交換與光互連網絡初步
6.2.1 光交換技術簡介
6.2.2 光互連網絡技術簡介
6.3 全混洗變換的基本理論與分析
6.3.1 PS變換的基本理論
6.3.2 二維全混洗變換的理論
6.3.3 PS及FPS變換的實現方法
6.4 微光學元件實現全混洗變換
6.4.1 微閃耀光柵陣列實現左混洗變換
6.4.2 微閃耀光柵實現RPS和IPS混洗變換
6.4.3 微閃耀光柵麵陣實現二維全混洗變換
6.5 采用微光學元件的光互連模塊
6.5.1 微光學元件在Omega光互連網絡中的應用設計
6.5.2 利用微光學元件設計全交叉光網絡模塊
6.5.3 利用微光學元件構建二維榕樹網絡
6.5.4 微閃耀光柵解復用器與分束器設計
6.6 總結及展望
參考文獻
第7章 光緩存與全光同步技術前沿
7.1 概述
7.2 基於慢光原理的光學緩存與同步
7.2.1 慢光基本原理
7.2.2 慢光技術介紹
7.3 光緩存與同步技術展望
參考文獻

光學，不僅僅是科學，更是未來的脈搏。 在信息爆炸的時代，我們對數據處理和傳輸的速度有著前所未有的渴求。傳統電子計算的物理極限正日益顯現，而一種顛覆性的技術——光學計算，正悄然崛起，預示著一個全新計算時代的到來。本書將帶領您深入探尋光學計算的核心原理、關鍵技術及其廣闊的應用前景，為您揭示光波如何重塑計算的未來。 第一章：開啓光計算之門——基礎概念與發展脈絡 本章將首先為讀者奠定紮實的光學計算基礎。我們將從光的基本性質齣發，介紹光波的衍射、乾涉、偏振等現象，並闡述這些光學原理如何在計算領域中得到巧妙應用。我們會深入剖析與光學計算緊密相關的關鍵概念，如光子、波長、頻率、相位等，並解釋它們在信息編碼和傳輸中的作用。 隨後，我們將迴顧光學計算的發展曆程。從早期對光子器件的初步探索，到集成光路技術的逐步成熟，再到如今對量子光學與光學計算的融閤研究，我們將勾勒齣光學計算從概念走嚮現實的宏偉藍圖。瞭解其發展脈絡，有助於我們更深刻地理解當前研究的熱點與未來的發展方嚮。 第二章：光作為載體——信息編碼與傳輸的光學之道 信息是計算的靈魂。本章將聚焦於如何利用光來編碼和傳輸信息，這是光學計算的核心能力之一。我們將詳細介紹多種信息編碼方式，例如利用光的強度（幅度）來錶示二元比特，或者利用光的相位來攜帶更豐富的信息。同時，我們會探討如何利用光的偏振狀態來實現更高效的信息編碼。 在信息傳輸方麵，我們將深入研究光縴通信的原理，瞭解光信號如何在長距離上傳輸而幾乎不失真。我們將分析光信號的調製與解調技術，以及光放大器在剋服傳輸損耗中的關鍵作用。理解這些技術，將有助於我們認識到光學計算在構建高速、大容量通信網絡中的巨大潛力。 第三章：光子大腦——核心器件與基本運算單元 要實現光學計算，就必須構建能夠執行邏輯運算的光學器件。本章將詳細介紹構成光學計算機的“積木塊”——各種關鍵的光學器件。我們將探討光開關（optical switch）的工作原理，這是實現數據路由和信息分發的關鍵。我們會分析光調製器（optical modulator）如何將電信號轉化為光信號，以及光檢測器（photodetector）如何將光信號轉換迴電信號，實現光電信號的相互轉換。 更進一步，本章將深入探討實現光學邏輯運算的器件，如光學邏輯門（optical logic gate）。我們將介紹基於非綫性光學效應的光學門電路，以及如何通過這些門電路實現基礎的邏輯運算，例如AND、OR、NOT等。同時，我們將探討如何將這些基本門電路集成，構建更復雜的計算單元，例如光學加法器（optical adder）等。 第四章：超越矽基——光學計算的架構與集成 電子計算的微型化和集成化是其成功的關鍵，光學計算同樣麵臨著集成化的挑戰。本章將探討光學計算的架構設計，以及如何將眾多的光學器件集成到一個芯片上。我們將介紹集成光路（integrated optics）技術，它能夠將光波導、耦閤器、調製器等光學元件在同一基底上製造齣來，形成復雜的光學電路。 我們將深入分析不同類型的光學計算架構，例如基於波分復用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）的光計算架構，它能夠利用不同波長的光信號同時傳輸信息，極大地提高並行處理能力。我們還將探討基於空間光調製器（Spatial Light Modulator, SLM）的光計算架構，以及相乾光計算等前沿技術。理解這些架構，將幫助我們瞭解如何構建真正意義上的光學計算機。 第五章：光學計算的“核動力”——並行性與超高速度 光學計算最引人注目的優勢之一在於其固有的並行處理能力和超高的運行速度。本章將深入剖析這些優勢的來源。我們將解釋為什麼光子在信息傳輸和處理過程中能夠實現極高的速度，遠超電子的遷移速度。 我們將重點介紹光學計算在並行處理方麵的巨大潛力。例如，通過使用二維光信號或者同時利用光的多個自由度（如波長、偏振），光學計算能夠同時處理大量數據，實現“一步到位”的並行計算。我們將通過具體的光學計算模型，如基於傅裏葉變換的光學信息處理，來闡釋其並行計算的威力。 第六章：不止於速度——光學計算在特定領域的優勢 光學計算的優勢並非僅僅體現在速度和並行性上，在某些特定領域，其獨特的優勢使其成為不可替代的選擇。本章將聚焦於光學計算在不同領域的應用潛力。 我們將探討光學計算在信號處理方麵的應用，例如傅裏葉變換、捲積等數學運算，這些在圖像處理、模式識彆等領域至關重要。光學計算可以高效地完成這些運算，為實時處理復雜信號提供可能。 此外，我們還將深入分析光學計算在人工智能（AI）和機器學習（ML）領域的巨大潛力。例如，通過構建光學神經網絡，可以實現比傳統電子神經網絡更快速、更低功耗的模型訓練和推理。我們將探討光學聯想記憶、光學推理等概念，以及它們在加速AI算法中的作用。 第七章：邁嚮未來——光學計算的前沿研究與挑戰 盡管光學計算前景光明，但其發展道路並非一帆風順。本章將聚焦於光學計算領域的前沿研究方嚮，並探討當前麵臨的挑戰。 我們將介紹量子光學與光學計算的交叉研究，例如量子光學計算（Quantum Optical Computing）的發展，它將量子力學的特性引入計算，有望實現超越經典計算能力的突破。我們將探討量子糾纏、量子疊加等概念在計算中的應用。 同時，本章還將深入分析光學計算在器件製造、集成難度、功耗控製、與現有電子係統的兼容性等方麵所麵臨的實際挑戰。我們將探討如何剋服這些挑戰，推動光學計算真正走齣實驗室，走嚮大規模應用。 第八章：光學計算的生態係統——産業鏈與未來展望 任何一項革命性技術的崛起，都離不開一個成熟的生態係統。本章將從更宏觀的視角審視光學計算的産業發展。我們將分析光學計算的産業鏈構成，包括上遊的光學材料、器件製造，中遊的光學計算芯片設計與集成，以及下遊的應用開發與市場推廣。 我們將探討目前已有的光學計算初創公司和研究機構，以及它們在推動技術進步中所扮演的角色。我們將分析光學計算在高性能計算（HPC）、數據中心、通信網絡、科學研究等領域的潛在市場機遇。 最後，我們將對光學計算的未來發展進行展望。我們相信，隨著技術的不斷成熟和成本的逐步降低，光學計算必將成為信息時代不可或缺的關鍵技術，為人類社會帶來前所未有的計算能力和發展機遇。 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的光學計算技術概覽，無論您是光學領域的初學者，還是對未來計算技術充滿好奇的研究者，亦或是希望探索技術前沿的從業者，都將從中獲益匪淺。讓我們一同開啓這場探索光計算奇妙旅程。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對前沿科技充滿熱情的工程師，工作中經常需要接觸到各種新型技術。最近，我注意到光計算在人工智能、大數據處理等領域展現齣的巨大潛力，這引起瞭我極大的關注。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個絕佳的學習機會。我希望這本書能夠不僅僅停留在理論層麵，而是能夠結閤一些實際的應用案例和研究進展，讓我看到光計算是如何從實驗室走嚮現實的。例如，光計算在通信網絡、生物醫學成像、量子計算等領域的具體應用，這些都讓我充滿好奇。我期待著書中能夠介紹一些關鍵性的技術突破，以及目前光計算技術所麵臨的挑戰和未來的發展趨勢。我相信，通過閱讀這本書，我能夠更全麵地瞭解光計算的生態係統，並為我未來的工作提供有價值的參考和啓發，幫助我更好地把握技術發展的脈搏。

評分☆☆☆☆☆

我一直對物理和數學有著濃厚的興趣，尤其著迷於那些能夠將抽象理論轉化為實際應用的學科。光計算，這個將光與計算完美結閤的領域，對我來說充滿瞭無限的吸引力。我推測，這本書的開篇部分，或許會從經典的光學知識入手，比如光的衍射、乾涉、偏振等現象，並將其與信息論的基本概念相結閤，為讀者建立起對光信號的初步認知。隨後，我期待書中能夠深入探討光子晶體、超材料等新型光學材料在光計算中的應用，以及如何利用這些材料構建高性能的光學邏輯門和存儲單元。此外，我更關心光計算的理論基礎，例如，如何利用光的量子特性來實現超越經典計算能力的量子計算，以及光計算在解決NP-hard問題等方麵的優勢。我相信，這本書的深度和廣度，定能滿足我對知識的深度探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，簡潔的色彩搭配和恰到好處的留白，傳遞齣一種沉靜而專業的學術氛圍。我一直對物理世界的奧秘充滿好奇，特彆是那些能夠改變我們認知和生活方式的前沿技術。光，作為宇宙中最基本也是最迷人的能量形式之一，其在信息處理和計算領域的潛力，一直讓我魂牽夢縈。這本書的書名，"光計算技術基礎"，恰好觸碰到瞭我內心深處的求知欲。我設想著，一旦我翻開這本書，那些原本抽象的光學原理，那些復雜的光子學概念，將會在作者的筆下變得生動形象，如同在我眼前構建起一座座精巧的光學器件，讓我得以窺探其中蘊含的計算奧秘。我期待著，這本書能為我打開一扇通往未來計算世界的大門，讓我理解光如何超越電子的局限，實現更快的速度、更低的能耗，甚至開創全新的計算模式。這種對未知的好奇，驅使著我迫不及待地想要探索書中所描繪的光計算的宏偉藍圖，相信它定能滿足我對科學知識的渴望，並激發我更深入的思考。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書，一股淡淡的油墨香撲麵而來，讓我瞬間感到親切。我一直認為，一本好書不僅僅是知識的載體，更應該是一段引人入勝的旅程。我特彆喜歡那些能夠循序漸進地引導讀者進入一個全新領域的技術書籍。書名中的“基礎”二字，讓我看到瞭作者的良苦用心，這預示著它不會一開始就拋齣過於深奧的概念，而是會從最根本的原理講起，一步步地搭建起讀者對光計算的認知框架。我希望這本書能夠清晰地解釋光的基本物理性質，以及這些性質是如何被巧妙地應用於信息編碼和傳輸的。我期待著瞭解不同類型的光學元件，比如激光器、調製器、探測器等，它們在光計算係統中扮演著怎樣的角色。同時，我也對光計算的硬件架構和算法設計充滿興趣，希望書中能有深入淺齣的講解，讓我能夠理解如何利用光的疊加、乾涉等特性來執行復雜的計算任務，從而擺脫傳統電子計算的瓶頸，實現指數級的性能提升。

評分☆☆☆☆☆

作為一名科幻愛好者，我對那些能夠改變未來世界的科技充滿幻想。光計算，這個在很多科幻作品中都齣現的概念，一直讓我覺得既神秘又充滿希望。我希望這本書能夠以一種易於理解的方式，嚮我展示光計算是如何工作的。我期待著書中能夠描繪齣未來基於光計算的超級計算機的模樣，它們是如何處理海量數據，又是如何實現更快的響應速度，徹底顛覆我們對計算的認知。我希望書中能夠介紹一些光計算的“黑科技”，比如利用光子進行並行計算，實現前所未有的處理能力，或者利用光學的非綫性效應來完成復雜的數學運算。我也對光計算在人工智能領域的應用充滿憧憬，想象著它如何賦能更強大的AI模型，讓機器擁有更接近人類的智能。這本書，對我來說，就像是一扇通往未來世界的窗戶，讓我得以窺見科技發展的無限可能。