9787312035654 聚合物光开关器件物理(精)/当代科学技术基础理论与前沿问题研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑传涛，马春生 著

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• 高分子材料
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出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312035654

商品编码：29522297316

包装：精装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名：聚合物光开关器件物理(精)/当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书

定价：78.00元

作者：郑传涛,马春生

出版社：中国科学技术大学出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787312035654

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《聚合物光开关器件物理 (精)》主要阐述了光开关的波导和电极的分析及设计 理论，优化设计了一般结构的电光开关、改进结构的 电光开关、宽光谱电光开关、波长选择性电光开关、 高速电光开关、有机／无机混合波导热开关，同时给 出了电光开关的时频域分析理论和模拟方法等。
　　本书可作为导波光学、集成光学、光电子学、物 理电子学等专业科研工作者和工程技术人员的参考用 书，同时也可作为相关专业研究生的教学用书。

目录

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序言
绪言
章 光开关技术
1.1 光开关技术应用
1.2 光开关技术基础
1.3 光开关技术分类
1.4 基于无机电光晶体材料的光开关技术
1.4.1 电光晶体光开关
1.4.2 电光晶体光开关阵列
1.4.3 制备工艺
1.4.4 关键技术
1.4.5 基本开关单元的性能指标
1.4.6 光开关阵列的设计关键
1.5 基于化合物半导体材料的光开关技术
1.6 基于光折变效应的光开关技术
1.7 光开关设计理论与模拟方法
1.8 基于极化聚合物材料的波导电光开关技术
1.8.1 极化聚合物电光材料
1.8.2 极化聚合物电光材料的研究进展
1.8.3 极化聚合物波导电光开关
1.9 热控光机制下的光开关技术
1.9.1 SOI热光开关
1.9.2 聚合物热光开关
1.10 光开关的发展趋势
第2章 光开关的波导结构及模式分析
2.1 光波导材料的损耗表征
2.1.1 非金属介质材料的损耗表征
2.1.2 金属介质的复介电常数和光频特性
2.2 光开关的波导结构及参数
2.2.1 波导结构
2.2.2 传输模式
2.2.3 分析方法
2.3 高折射率衬底上的非对称五层平板波导
2.3.1 TM模式的特征方程
2.3.2 衬底的泄露损耗
2.4 介质吸收型脊形波导
2.4.1 零级近似求实传播常数
2.4.2 一级近似求振幅衰减系数
2.5 单金属包层型非对称六层平板波导
2.5.1 零级近似求解TM模传播常数
2.5.2 一级近似求解TM模振幅衰减系数
2.5.3 TE模式的特性分析
2.6 双金属包层型非对称七层平板波导
2.6.1 零级近似求解TM模传播常数
2.6.2 一级近似求解TM模振幅衰减系数
2.6.3 TE模式的特性分析
2.7 金属包层型脊形波导
2.7.1 单金属包层型脊形波导的□模式分析
2.7.2 单金属包层型脊形波导的□模式分析
2.7.3 双金属包层型脊形波导的□及□模式分析
2.8 脊形波导的等效分析
2.8.1 脊形波导的等效折射率分析法
2.8.2 脊形波导的近似等效光波电场分布
……
第3章 行波电极结构及其分析理论
第4章 传统结构极化聚合物电光开关
第5章 聚合物宽光谱电光开关
第6章 周期化波长选择性光开关
第7章 行波电极高速电光开关及其时频域分析
第8章 聚合物热光开关
参考文献

作者介绍

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　　郑传涛 1982年生，吉林大学电子科学与工程学院副教授，硕士生导师。先后于2005年、2007年、2010年获得吉林大学学士、硕士、博士@0-。主要从事导波光学与光电子器件、光电检测技术与系统方面的研究工作，主持省部级科研项目近10项，申请发明4项，发表(或通信)署名的SCI、El论文共80余篇，作为获奖人，获2014年吉林省自然科学学术成果二等奖。 马春生1945年生，吉林大学电子科学与工程学院教授，博士生导师。多年来一直从事集成光电子学与导波光学理论和光电子器件的研究工作，负责完成和省部级科研项目多项，两次获得教育部科技进步奖，在外刊物发表学术论文200余篇，其中有100余篇被SCI检索。

文摘

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序言

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超越光速的瞬息之变：光信号调控的奇妙世界 在信息爆炸的时代，我们对数据传输速度和效率的追求从未停止。传统电子信号在微观尺度上面临着越来越多的瓶颈，而以光子为载体的光信号，则以其无与伦比的带宽、速度和低损耗特性，成为了下一代信息技术的必然选择。然而，要实现高效、灵活的光信息处理，关键在于能否精确地控制光信号的“开关”，即实现对光信号的启闭、亮度、方向等属性的实时调控。这正是“光开关”技术的核心所在。 本书将带您深入探索光开关这一前沿领域，揭示其背后的物理原理，展望其在各个领域的广阔应用前景。我们将从最基础的光学原理出发，循序渐进地为您呈现光信号调控的奥秘。 第一章：光的世界与信号的传递 在浩瀚的光学世界里，光不仅仅是让我们看到色彩的媒介，它更是信息传递的载体。本章将带您回顾光的基本属性，包括其波粒二象性、频率、波长、偏振以及光的强度等。您将了解到，正是这些基本属性，为我们实现对光的调控奠定了基础。 我们将探讨光在不同介质中的传播特性，例如折射、反射、衍射等现象，理解这些现象是如何影响光信号的走向和强度的。同时，本章还会引入光子学的概念，简要介绍光与物质相互作用的基本规律，为后续深入理解光开关的物理机制打下坚实的基础。我们将从微观层面理解光子与电子之间的互动，以及如何利用这种互动来操纵光信号。 第二章：开启与关闭的艺术：光开关的原理初探 光开关，顾名思义，就是能够控制光信号“通”与“断”的器件。但这简单的“通断”背后，却蕴含着精妙的物理原理。本章将深入剖析各类光开关实现原理的核心概念。 我们将重点介绍几种主流的光开关技术。首先是基于电光效应的光开关，它利用某些材料在电场作用下折射率发生变化的特性，从而改变光的传播路径或强度。您将了解Pockels效应和Kerr效应，以及它们是如何被巧妙地应用于光信号的开关控制。 其次，我们将探讨磁光效应在光开关中的应用。某些材料在磁场作用下会发生法拉第旋转，即偏振光在其中传播时，其偏振方向会发生旋转。通过控制磁场的大小和方向，我们就可以实现对光信号偏振态的控制，进而实现开关功能。 此外，热光效应也是一种重要的光开关原理。某些材料的折射率随温度变化而变化，通过加热或冷却来改变材料的温度，即可改变光的传播特性，实现光信号的开关。 本章还将初步介绍声光效应，即声波在介质中传播时引起介质密度变化，从而影响光的折射率，这也能用来控制光信号。 理解了这些基本原理，您将能初步构想出各种“魔术般”的光开关器件是如何工作的。 第三章：硅基之光：集成光电子学的革命 当今电子学的发展很大程度上得益于硅基技术的成熟，而硅基集成光子学则将这一革命性的进步带入了光的世界。本章将聚焦于利用硅材料制造高效、小型化的光开关器件。 我们将详细介绍硅基光波导的构建技术，理解光信号如何在微小的硅芯片上传输。然后，我们将探讨如何在硅基平台上实现上述的光开关原理。例如，如何通过集成电极实现硅的电光效应，构建高集成度的硅基电光开关。 本章还将讨论硅基光开关的优势，包括其与现有CMOS工艺的兼容性，这为大规模生产和低成本化提供了可能。您将了解到，硅基集成光子学的发展，正推动着光信号处理向着更小的尺寸、更高的效率和更低的功耗迈进。 第四章：材料的魔力：功能材料在光开关中的角色 光开关的性能优劣，很大程度上取决于所使用的功能材料。本章将深入探讨各种先进功能材料如何为光开关技术注入新的活力。 我们将介绍聚合物材料在光开关领域的独特优势。聚合物材料具有良好的加工性能、可设计性强的特点，可以通过分子设计和合成来调控其光学、电学和热学性能。您将了解到，将特定官能团引入聚合物链中，可以实现对聚合物材料电光效应、非线性光学效应等的增强，从而设计出高性能的光开关。 此外，本章还将介绍其他新型材料，如非线性光学晶体、量子点、纳米材料等，它们在光开关领域展现出的巨大潜力。这些材料能够实现更快的响应速度、更低的开关阈值以及更宽的工作波长范围，为实现下一代光开关器件提供了可能。 第五章：微观世界的精妙：量子效应与光开关 随着科学技术的不断发展，我们开始将目光投向更微观的量子世界，以期发现更强大的光信号调控机制。本章将探讨量子效应在光开关设计中的应用。 我们将介绍量子点和纳米结构在光开关中的作用。量子点由于其量子尺寸效应，具有独特的发光和吸收特性，可以实现对光的精确调控。纳米结构则可以通过局域表面等离激元效应，增强光与物质的相互作用，从而实现更高效的光开关。 本章还将初步介绍量子纠缠和量子叠加等量子力学现象，以及它们在未来光开关技术中的潜在应用。虽然这些概念可能较为抽象，但它们代表着光信号调控的未来方向，有望实现前所未有的信息处理能力。 第六章：光明的未来：光开关的应用前景 光开关技术不仅仅是实验室里的理论探索，它已经并将继续深刻地改变我们的生活和科技发展。本章将为您描绘光开关技术在各个领域的广阔应用前景。 在通信领域，高效的光开关是构建高速、大容量光通信网络的核心组件。它们能够实现光信号的路由、交换和复用，极大地提升信息传输的效率和速度，为5G、6G乃至更先进的通信技术奠定基础。 在计算领域，光开关有望为光计算提供关键的开关单元。光计算利用光的并行处理能力，有望突破传统电子计算的瓶颈，实现更快的计算速度和更低的能耗，应用于人工智能、大数据分析等领域。 在传感领域，基于光开关原理的传感器，可以实现对外界环境的精确、快速的监测，例如生物传感器、化学传感器以及环境监测设备等。 此外，在显示技术、激光雷达、生物医学成像等诸多领域，光开关都将扮演着越来越重要的角色。 结语 光开关技术，是连接光世界与信息世界的一扇关键之门。从宏观的光学原理到微观的量子效应，从基础的材料科学到前沿的集成技术，这本书将为您呈现一个全面而深入的光开关器件物理世界。 我们相信，通过对这些原理的深入理解，以及对新材料、新技术的不断探索，光开关技术必将迎来更加辉煌的未来，为人类社会的科技进步和社会发展注入源源不断的动力。这扇通往更快速、更高效信息时代的“光之门”，正等待着我们去开启。

评分☆☆☆☆☆

这本《聚合物光开关器件物理》在我眼中，是一本非常引人入胜的探索之旅。从封面设计到内页排版，都透露出一种严谨又不失创新的学术气息。我特别喜欢它在介绍基本概念时，那种层层递进、深入浅出的讲解方式。例如，在讨论聚合物的分子结构与光学性质之间的关联时，作者并非简单罗列数据，而是通过生动的类比和图示，让我这个非专业背景的读者也能大致理解其中的奥妙。书中对于不同类型聚合物材料在光开关应用中的性能差异，比如响应速度、开关比、稳定性等，都有详尽的对比分析。我尤其对书中提及的“形状记忆聚合物”在可调谐光开关中的潜力感到好奇，这似乎为未来的通讯技术打开了新的想象空间。此外，书中还涉及了许多前沿的研究动态，比如纳米结构的引入如何优化光开关器件的光学性能，以及新型驱动方式的探索，这让我看到了这个领域蓬勃发展的生命力。虽然有些章节的理论深度稍显挑战，但我相信通过反复研读，一定能收获颇丰。总体而言，这是一本既有理论高度，又有实际应用导向的优秀著作，值得对光电子学领域感兴趣的读者深入品读。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够改变世界、推动社会进步的技术充满敬意，而《聚合物光开关器件物理》这本书，正是这样一本记录着前沿科技探索的著作。它以一种非常深刻的方式，揭示了聚合物材料在现代光通信和光计算领域扮演着越来越重要的角色。书中对“非线性光学聚合物”的深入剖析，让我对材料的“智能”属性有了全新的认识。例如，一些聚合物在强光照射下会表现出强大的光学非线性效应，这为实现光信号的调制、切换和复用提供了可能。书中对“自聚焦”、“光限幅”等现象的详细解释，让我看到了这些现象在构建更高效、更安全的 optical devices 中的应用潜力。我尤其对书中关于“光诱导相变”的研究感到兴奋，这种原理的应用，有望制造出具有快速响应和低功耗的光开关。尽管书中涉及的数学模型和物理公式对我来说是一项挑战，但我能感受到作者在努力将复杂的概念变得更加易懂。这本书让我对“光”的操纵能力有了更深的敬畏，也让我看到了聚合物材料在科技发展中的巨大能量。

评分☆☆☆☆☆

读完《聚合物光开关器件物理》这本书，我感觉自己仿佛置身于一个充满无限可能的科技世界。《聚合物光开关器件物理》这本书，对于我这样一名对信息传输和处理技术充满好奇的人来说，简直是一场思维的盛宴。书中关于“光信号交叉连接”的讨论，让我对未来庞大数据网络的高效运作有了更清晰的认识。作者详细阐述了如何利用聚合物材料构建能够精确控制光信号路径的光开关矩阵，以及这些器件在数据中心、光纤通信网络中的关键作用。我特别被书中关于“光纤到户”以及“光计算”的展望所吸引，这表明聚合物光开关器件并非仅仅是实验室里的研究，而是实实在在的未来基础设施。书中对于“自适应光开关”和“可编程光开关”的探讨，更是让我看到了器件的智能化发展趋势，仿佛未来的网络能够“思考”并自我优化。虽然有些技术细节我还需要时间去消化，但这本书所传递的科技前沿信息和未来发展方向，无疑让我对科技的进步充满了信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直对能够操纵光线的器件充满好奇，而《聚合物光开关器件物理》恰好满足了我的这份求知欲。这本书的阅读体验非常独特，它不像一些教科书那样枯燥乏味，而是充满了新奇的视角和令人振奋的研究方向。书中对聚合物材料在光开关领域的应用前景描绘得非常具体，从早期的简单开关到如今复杂的光信号路由，历史的脉络清晰可见。我特别欣赏作者对“光致变色聚合物”的详细阐述，这种材料能够通过光照改变颜色，进而影响光的传输，在信息存储和显示领域有着巨大的潜力。书中还深入探讨了材料制备工艺对器件性能的影响，比如不同聚合方法、掺杂剂的选择等等，这些细节的处理让我对实际器件的制造过程有了更直观的认识。虽然我不是该领域的专家，但书中提供的丰富的参考文献和大量的实验数据，让我能够感受到作者的严谨和研究的扎实。我认为，这本书不仅适合科研人员，也适合对科技前沿充满兴趣的普通读者，它能打开一个全新的认识世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这是一本关于“光”的魔法书，虽然我还没完全参透其中的奥秘，但已经深深被它吸引。《聚合物光开关器件物理》这本书，与其说是一本技术手册，不如说是一部关于未来通信的想象蓝图。我尤其着迷于书中对“电致聚合物”在光开关器件中应用的探讨。想象一下，通过施加微小的电压，就能让光信号的通路发生改变，这听起来就像科幻电影中的场景，而这本书却将它变成了现实。书中详细介绍了不同电致聚合物的结构特点、电响应机制以及它们在构建高性能光开关方面所面临的挑战与机遇。我特别关注书中关于“阈值电压”和“迟滞效应”的分析，这直接关系到器件的稳定性和功耗，是实现大规模应用的关键。此外，书中对光学微腔与聚合物材料的结合也进行了深入研究，这种“微观世界”的精巧设计，让我想到了集成电路的原理，不禁感叹科技发展的力量。虽然有些理论部分我还需要反复琢磨，但这本书无疑为我打开了一扇通往高科技世界的大门，让我对未来的通信技术有了更深的理解和期待。