單頻光縴激光器(精)/光學與光子學叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周炳琨... 編

圖書標籤:

• 光縴激光器
• 單頻激光器
• 激光技術
• 光學
• 光子學
• 激光物理
• 非綫性光學
• 光縴通信
• 精密測量
• 光學器件

店鋪： 思睿圖書專營店

齣版社： 科學

ISBN：9787030557629

商品編碼：29623478932

齣版時間：2017-12-01

基本信息

• 商品名稱：單頻光縴激光器(精)/光學與光子學叢書
• 作者：楊中民//徐善輝|總主編:周炳琨
• 定價：99
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030557629

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2017-12-01
• 印刷時間：2017-12-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：
• 頁數：188

作者簡介

楊中民：教授，博士生導師，長江學者特聘教授，**傑齣青年科學基金獲得者，現任廣東省光縴激光材料與應用技術重點實驗室主任、華南理工大學物理與光電學院院長、科技部“863”計劃主題專傢、第七屆***科技委學部委員、十三五重點專項“材料基因工程關鍵技術與支撐平颱”專傢委員會委員、全國科技創新領軍人纔聯盟副理事長。 主要從事光縴與光縴器件研究工作，近年來主持**重點研發計劃、863計劃、**自然科學基金、軍品配套以及省部級項目20餘項。申請專利80餘項，授權40餘項。先後發錶SCI收錄論文170餘篇。獲**技術發明奬二等奬2項（排名**和3）、***技術發明一等奬1項（排名**）、廣東省自然科學一等奬1項（排名第2）；獲廣東省特支計劃傑齣人纔（南粵百傑）、南粵創新奬以及何梁何利科學與技術創新奬等。

目錄

前言
**章 緒論
1.1 引言
1.2 發光離子的能級躍遷
1.2.1 發光離子的能級
1.2.2 發光離子的能級躍遷
1.3 譜綫展寬
1.3.1 均勻展寬和非均勻展寬
1.3.2 介質中發光粒子的光譜
1.3.3 譜綫展寬與激光
參考文獻
第2章 單頻光縴激光的基本特性及測量方法
2.1 單頻光縴激光的基本參數
2.1.1 功率、波長以及光譜特性
2.1.2 單縱模特性
2.1.3 模式質量
2.1.4 偏振態
2.2 單頻光縴激光綫寬特性及測試方法
2.3 單頻光縴激光噪聲特性
2.3.1 強度噪聲的定義及測試方法
2.3.2 頻率噪聲的定義及測試方法
參考文獻
第3章 單頻光縴激光的産生
3.1 單頻光縴激光器的分類
3.1.1 分布布拉格反射（DBR）型單頻光縴激光器
3.1.2 分布反饋（DFB）型單頻光縴激光器
3.1.3 環形腔單頻光縴激光器
3.2 短綫型DBR腔單頻光縴激光器
3.2.1 高增益光縴材料的製備
3.2.2 異質光縴熔接技術
3.2.3 連續單頻光縴激光腔的設計與製作
3.2.4 脈衝單頻光縴激光器
3.2.5 頻率調製單頻光縴激光器
參考文獻
第4章 單頻光縴激光噪聲産生機理及其抑製技術
4.1 噪聲産生機理分析
4.1.1 強度噪聲機理
4.1.2 頻率噪聲機理
4.2 噪聲抑製技術
4.2.1 強度噪聲抑製
4.2.2 頻率噪聲抑製
參考文獻
第5章 單頻光縴激光綫寬控製與穩頻技術
5.1 單頻光縴激光的綫寬控製
5.1.1 綫寬壓窄技術
5.1.2 綫寬展寬技術
5.2 單頻光縴激光器的穩頻技術
5.2.1 單頻光縴激光器頻率穩定方法
5.2.2 DBR短腔單頻光縴激光器穩頻實例
參考文獻

光場探秘：先進光學傳感與信息傳輸技術 本書是一部深入探討光學傳感與信息傳輸領域前沿技術的研究專著，旨在為讀者提供關於如何利用光與物質相互作用的復雜機製，設計和構建高性能光學器件、係統及其在各學科應用的全方位解讀。內容涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的廣泛譜係，特彆聚焦於那些能夠實現超高靈敏度、極高精度以及革命性信息承載能力的光學技術。 第一部分：光與物質相互作用的精微操控 本部分著重於對光與物質相互作用基本原理的深入剖析，並在此基礎上探索如何通過精確控製這些相互作用來驅動前沿應用。 非綫性光學效應的理論基礎與應用拓展： 我們將從宏觀到微觀，係統梳理各類非綫性光學現象，包括二次諧波産生（SHG）、三次諧波産生（THG）、參量放大/振蕩（OPA/OPO）、剋爾效應、拉曼散射等。重點在於闡述其産生機製，如電偶極、電四極和磁偶極響應，以及高斯光束和厄米-高斯光束等不同光場分布對非綫性過程的影響。在應用層麵，我們將詳細探討如何利用這些效應實現光頻轉換，例如從近紅外到紫外或可見光的生成，為光譜分析、激光雷達以及精密測量提供新的波長選擇。此外，還將深入研究多光子吸收、光誘導摺射率變化等現象，及其在光學限幅、光開關、光存儲以及光動力療法等領域的潛力。 錶麵等離激元共振（SPR）與局域錶麵等離激元共振（LSPR）的物理機製及傳感應用： 本章節將揭示金屬納米結構錶麵電子的集體振蕩——等離激元的獨特光學特性。我們會詳細介紹SPR和LSPR的産生條件、激發方式（如棱鏡耦閤、光柵耦閤）以及其與入射光波長、金屬材料（金、銀、鉑等）、納米結構形狀和尺寸、以及周圍介質摺射率的依賴關係。重點將放在如何利用SPR/LSPR對局部環境摺射率的超高敏感性，設計高效的光學傳感器。我們將探討納米粒子陣列、納米棒、納米棱錐等不同形貌結構的設計原理，以及如何通過錶麵功能化實現對特定生物分子、化學物質的特異性識彆和定量檢測。例如，在生物醫學領域，SPR/LSPR傳感器已被廣泛應用於藥物篩選、疾病診斷、蛋白質相互作用研究等。 光縴倏逝波（Evanescent Wave）的産生與光傳感： 針對光縴這種關鍵的光學傳輸介質，本部分將詳述倏逝波的概念及其形成機理。當光在光縴中傳輸時，一部分電磁場會穿透到光縴縴芯外，這部分非傳播的場分量即為倏逝波。我們將分析倏逝波的衰減長度、滲透深度等關鍵參數，以及它們如何受到縴芯/包層摺射率比、工作波長以及光場模式的影響。隨後，我們將重點介紹利用光縴倏逝波進行傳感的各種技術，例如：光縴光柵（FBG）傳感，通過改變光柵周圍環境的溫度、應力、摺射率來調製光柵的反射/透射光譜；光縴錶麵等離激元傳感器，將金屬納米結構塗覆在光縴錶麵，利用倏逝波激發LSPR，實現對外界環境變化的靈敏檢測；以及浸沒式光縴傳感器，利用倏逝波與浸沒在液體中的傳感器介質相互作用，實現液體成分的監測。 第二部分：先進光學傳感技術的設計與實現 本部分將聚焦於當前光學傳感領域的熱點技術，從器件結構設計、材料選擇到信號處理，提供詳實的理論指導和工程實現思路。 微納光學結構的設計與製造： 現代光學傳感的性能很大程度上依賴於微納光學結構的設計和製造精度。本章將深入探討如何利用計算光學方法，如有限元方法（FEM）、時域有限差分法（FDTD）等，模擬和優化光與微納結構的相互作用，預測傳感器的性能。在製造方麵，我們將介紹主流的微納加工技術，包括光刻（光刻、電子束光刻）、聚焦離子束（FIB）刻蝕、納米壓印（NIL）、自組裝等，並分析不同技術的優缺點及其適用範圍。我們將關注如何精確控製納米結構的尺寸、形狀、間距和陣列排布，以實現對光場的高度操控和對傳感信號的增強。例如，基於等離激元共振的納米天綫陣列，其形狀和間距的精確控製是獲得優異傳感性能的關鍵。 高靈敏度光譜探測技術： 光譜分析是識彆和定量物質的重要手段，高靈敏度光譜探測技術是實現微量物質檢測的關鍵。本章將介紹多種先進的光譜探測技術，包括：高分辨率光譜儀的設計原理，如法布裏-珀羅乾涉儀、全息光柵的優化；痕量物質檢測中常用的原子吸收/發射光譜（AAS/AES）和質譜（MS）聯用技術，以及其在光學傳感中的拓展應用；更重要的是，我們將重點介紹非綫性光譜技術，如拉曼光譜（包括錶麵增強拉曼光譜SERS、增強型Raman光譜ERS）、熒光光譜（包括時間分辨熒光、熒光共振能量轉移FRET）以及多光子激發顯微技術。我們將深入分析這些技術如何利用物質的固有光譜特徵，實現對特定物質的“指紋”識彆，並闡述如何通過優化激發光源、探測器以及樣品製備，顯著提升檢測靈敏度和信噪比。 新型光學傳感材料與器件： 新型光學材料的開發是推動光學傳感技術發展的基石。本章將介紹當前研究熱點的光學傳感材料，包括：金屬有機框架（MOFs）及其在氣體傳感、濕度傳感中的應用；二維材料（如石墨烯、二硫化鉬）的光電特性及其在光電探測器、化學傳感器中的應用；量子點（QDs）作為高效熒光探針，在生物成像、藥物遞送以及化學傳感中的獨特優勢；以及形狀記憶聚閤物、液晶等智能材料在自適應光學傳感和可穿戴設備中的應用前景。我們將探討如何設計具有特定光學響應（如熒光、吸收、摺射率變化）的材料，並將其集成到各類光學傳感器件中，實現對特定物理量或化學量的精確測量。 第三部分：光在信息傳輸與處理中的創新應用 本部分將從光通信、光存儲到量子信息，深入探討光在現代信息技術中所扮演的革命性角色。 高速光通信係統的理論與實踐： 光通信是現代信息社會賴以生存的基礎。本章將從信息論的角度，深入剖析光通信的香農極限，並介紹提高傳輸容量的關鍵技術，如：多載波調製技術（OFDM）；通過增加調製階數和星座圖復雜度實現頻譜效率的提升；高階調製格式（如PAM4、QAM16/64）在短距離和中距離通信中的應用；時分復用（TDM）、波分復用（WDM）、空分復用（SDM）等復用技術在提升光縴傳輸容量中的協同作用；以及相乾光通信技術，包括相乾接收、數字信號處理（DSP）在抑製色散、非綫性效應等方麵的關鍵作用。我們將探討光器件（如激光器、調製器、探測器）的性能指標對係統性能的影響，以及前沿光縴材料（如少模光縴、空芯光縴）在下一代光通信網絡中的潛力。 光存儲技術的演進與未來展望： 信息的持久存儲是人類文明發展的關鍵。本章將迴顧光存儲技術的曆史演進，從CD、DVD、Blu-ray等技術，到深入探討麵嚮未來海量存儲需求的技術，如：全息存儲，利用三維記錄原理實現極高的存儲密度；飛秒激光誘導材料相變存儲，利用激光精確控製材料的微觀結構變化，實現高密度、非易失性存儲；以及基於DNA等生物分子的存儲技術，利用其極高的信息存儲密度和持久性。我們將分析這些技術的物理原理、技術瓶頸以及潛在的應用前景。 量子光學與量子信息處理： 量子信息科學是21世紀最令人興奮的科學前沿之一，光是實現量子信息技術的核心載體。本章將介紹量子光學的基礎概念，包括光子的量子性質、疊加態、糾纏態的産生與操控。隨後，我們將聚焦於量子信息處理的幾個關鍵方嚮：量子計算，介紹基於光子的量子計算模型，如綫性的光學量子計算（LOQC）和測量型量子計算（MBQC），以及單光子源、量子門等核心器件的研究進展；量子通信，重點介紹量子密鑰分發（QKD）的原理，如BB84協議、E91協議，以及其在構建安全通信網絡中的作用；以及量子傳感，探討如何利用量子疊加態和糾纏態的超高靈敏度，實現超越經典極限的精密測量，例如量子雷達、量子成像和量子時鍾。 總結 本書力求全麵而深入地展現光學傳感與信息傳輸領域的技術圖景，不僅為相關領域的研究者和工程師提供堅實的理論基礎和前沿的工程參考，也為對光學技術及其應用感興趣的廣大讀者打開一扇探索之門。通過對這些尖端技術的深入解析，我們期望能夠激發更多的創新思維，推動相關學科的進一步發展，最終服務於人類社會的科技進步與可持續發展。

評分☆☆☆☆☆

從應用的角度來看，這本書的側重點似乎更偏嚮於基礎科學研究和原理性的闡述，而非麵嚮大規模生産的工業化設計。例如，在討論光縴放大器的增益特性時，對摻鉺光縴（EDFA）的能級結構、反轉粒子數密度和泵浦效率的計算模型講解得非常透徹，這對於理解放大機製至關重要。但是，當我試圖尋找關於光縴疲勞、溫度漂移對長期穩定性的影響，或者如何在極端工作環境下（如高濕度、高振動）保證激光器輸齣功率和波長精度的具體工程經驗時，發現這方麵的內容非常稀疏。這本書更像是一本“如何製造一個理想的激光器”的指南，而不是“如何在充滿乾擾的真實世界中讓這個激光器持續穩定工作”的經驗手冊。對於想從事産品可靠性測試和長期維護的工程師來說，可能需要結閤其他側重於環境適應性的書籍來閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版實在是讓人眼前一亮，初拿到手就感覺沉甸甸的，很有分量，紙張的質感也相當不錯，印刷清晰，幾乎看不到墨點，閱讀起來非常舒適。我尤其欣賞的是書中大量的圖錶和實驗照片，它們不僅僅是文字內容的補充，更是直觀地展示瞭復雜的光學原理和器件結構。比如在介紹光縴耦閤器時，作者不僅有詳盡的理論推導，還配上瞭高精度的結構剖麵圖，讓我這個初學者也能大緻理解其工作機製。不過，話說迴來，雖然圖文並茂，但某些章節的公式推導步驟跳躍得有點快，對於基礎比較薄弱的讀者來說，可能需要多花一些時間反復琢磨，建議齣版社在再版時考慮增加一些中間步驟的詳細解釋或者提供在綫資源鏈接，以便讀者能夠更順暢地跟上作者的思路。整體來說，作為一本專業教材或參考書，其物理呈現質量是頂級的，能讓人願意長時間捧讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言錶達方式，雖然嚴謹，但略顯生硬，讀起來需要全神貫注，否則很容易漏掉關鍵的連接詞和限定條件，導緻對句子核心意思的把握齣現偏差。例如，在描述特定工作模式的穩定性判據時，一個“除非”或“僅當”的使用，完全改變瞭結論的適用範圍，這在科研中是緻命的。我感覺作者的思維可能完全是按照物理模型的邏輯鏈條在構建文本，缺乏一些麵嚮讀者的過渡和解釋性的“潤滑劑”。這使得初次接觸這些復雜概念的讀者會感到吃力，就像在閱讀一份極其詳盡但缺乏導讀的官方技術規範。如果作者能夠在關鍵的轉摺點增加一些口語化或類比式的解釋，幫助讀者建立直觀認知，而不是僅僅依賴於純數學的推導來支撐論點，這本書的教學效果會得到極大的提升，更容易成為被廣泛推薦的入門首選，而不是僅限於資深學習者的工具書。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭不少時間鑽研瞭這本書中關於非綫性光學效應的部分，講得深入且全麵。作者對於拉曼散射和布裏淵散射在光縴中的具體錶現，以及如何利用這些效應來進行傳感和信號放大，描述得非常到位。特彆是它對高階非綫性效應，比如自相位調製和交叉相位調製，如何影響超快光脈衝的傳輸，進行瞭係統性的梳理。我發現書中對這些現象的數學描述非常嚴謹，引入瞭非綫性薛定諤方程（NLSE），並清晰地解釋瞭各個參數的物理意義。然而，美中不足的是，在討論如何實際抑製這些非綫性效應時，例如使用特定的光縴結構或調製技術，論述略顯保守，更多是停留在理論層麵，缺乏一些最新的、工程實踐中的解決方案案例。如果能增加一些近五年的最新研究進展和實際工程應用中的優化策略，這本書的實用價值會更上一層樓。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常學術化，邏輯嚴密，層次分明，適閤已經具備一定光學基礎的研究生或工程師。它構建瞭一個完整的知識體係框架，從基礎的光波導理論講起，逐步過渡到有源器件的設計與特性分析。我特彆喜歡它在講解DFB和DBR激光器原理時的那種抽絲剝繭式的分析，它不僅僅停留在L-I麯綫和光譜特性的描述上，還深入探討瞭反饋結構對邊模抑製比和綫寬的影響機理。但是，這種深度也帶來瞭一定的閱讀門檻。書中引用的參考文獻大多是經典文獻，這固然保證瞭理論的權威性，但對於渴望瞭解當前産業前沿動態的讀者而言，可能會覺得信息更新稍顯滯後。比如，對於近期備受關注的矽光子集成技術與光縴激光器的融閤趨勢，書中探討得不夠深入，這使得這本書在對接現代集成化光子學應用方麵略顯不足，需要讀者自行查閱大量期刊文章來補充背景。