準相位匹配技術及其應用 9787512353947 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉濤 著

圖書標籤:

• 光學
• 非綫性光學
• 準相位匹配
• 周期極化
• 光子晶體
• 超材料
• 激光
• 材料科學
• 應用光學
• 微納光子學

店鋪： 一鴻盛世圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512353947

商品編碼：29738722961

包裝：平裝

齣版時間：2013-11-01

基本信息

書名：準相位匹配技術及其應用

定價：20.00元

作者：劉濤

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2013-11-01

ISBN：9787512353947

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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準相位匹配（QPM）技術是一種通過對光學晶體非綫性極化率進行周期性調製來補償由於摺射率色散所造成的光波之間相位失配的技術，具有非綫性轉換效率高、可利用晶體的通光範圍、非綫性作用響應時間極短（飛秒量級）、對光信號的速率和調製格式完全透明等優點，因此在全光波長轉換、光開關、光學參量放大過程、太赫茲波等諸多領域都有著重要的應用價值。針對準相位匹配技術及其應用這一課題，《準相位匹配技術及其應用》通過理論和數值的分析方法，對利用準相位匹配晶體（PPLN）實現光學參量放大和全光波長轉換進行瞭深入的研究。

內容提要

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準相位匹配技術在光縴通信、非綫性光學和固體激光器等領域都有著重要的應用。劉濤編著的《準相位匹配技術及其應用》闡述瞭利用準相位匹配技術實現光學參量放大和全光波長轉換的一些研究成果，主要內容包括準相位匹配技術的基本原理、基於準相位匹配技術的光學參量放大和全光波長轉換的研究進展、非共綫光學參量放大器的調諧帶寬、非共綫光學參量放大器的光譜帶寬和參量增益、基於分段結構周期極化鈮酸鋰晶體的全光波長轉換器。
　　《準相位匹配技術及其應用》可作為普通高等院校通信與信息係統、光學工程等相關專業的教學用書，還可作為光縴通信、非綫性光學、光學材料、激光器等領域從事非綫性光學工作的研究人員和工程技術人員的參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光之舞者：探索非綫性光學世界的奧秘 光學，這門古老而又充滿活力的學科，一直以來都以其對光現象的深刻揭示，以及在信息傳輸、能量轉換等領域日益重要的應用而吸引著無數的探索者。從最早的透鏡成像，到激光的誕生，再到如今高速光通信和量子信息技術的蓬勃發展，光學不斷突破著認知的邊界，也深刻地改變著我們的生活。而在這個廣闊的光學圖景中，非綫性光學更是以其獨樹一幟的魅力，展現齣與傳統綫性光學截然不同的豐富現象和巨大潛力。 綫性光學，我們通常所熟悉的光學現象，如光的反射、摺射、衍射、乾涉等，都遵循著一種簡單的規律：介質對光的響應強度與入射光強度呈綫性關係。這意味著，當光通過介質時，介質的性質（如摺射率）不會因為光的強度的變化而改變。然而，當光的強度達到足夠高的水平時，例如由高功率激光器産生的相乾光束，介質的響應就會變得不再綫性。此時，介質的性質會隨著光的強度而發生顯著變化，從而産生一係列奇特而有趣的現象。這些現象，便是非綫性光學所研究的核心內容。 非綫性光學 Phenomena的齣現，源於物質與強光場的相互作用。當強光照射到物質上時，物質中的電子雲會受到極大的影響，其響應不再是簡單的偶極矩與電場強度成正比，而是會引入更高階的項。這些高階的響應導緻瞭許多“前所未見”的光學效應。例如，當兩束不同頻率的光在非綫性介質中傳播時，它們可以“結閤”産生一種新的頻率的光，這便是“二次諧波産生”（Second Harmonic Generation, SHG）和“和頻産生”（Sum Frequency Generation, SFG）。反之，一束高頻光也可以在非綫性介質中“分裂”成兩束低頻光，這就是“參量下轉換”（Parametric Down-Conversion）。這些過程不僅是基礎物理學研究的重要課題，更是實現新型光源、精密測量和量子信息處理的關鍵技術。 更進一步，當一束強光在非綫性介質中傳播時，介質的摺射率會隨著光的強度而變化，這會導緻光束自身發生改變，例如光束會自發地聚焦或衍散，形成被稱為“自聚焦”（Self-focusing）的現象。如果光束的強度足夠高，並且傳播距離足夠長，還可以産生“光孤子”（Optical Solitons）——一種能夠保持其形狀和速度穩定傳播的光波包。光孤子理論的發展，為光通信領域開闢瞭新的道路，預示著未來超高速、超長距離的光信息傳輸的可能。 在非綫性光學現象的廣闊天地中，光頻轉換技術扮演著至關重要的角色。通過非綫性光學效應，我們可以將激光的輸齣頻率“搬移”到更為廣泛的光譜區域，從而彌補傳統激光器在某些波段的不足。例如，利用二次諧波産生技術，可以將近紅外激光器輸齣的基頻光轉換為更短波長的綠光或紫外光，這在激光顯示、精密加工、生物醫學成像等領域具有廣泛的應用。而利用參量下轉換，則可以將激光的頻率“拉伸”到更長的波長，例如産生遠紅外或太赫茲波，這些波段在物質成分分析、安檢成像、天文學觀測等方麵有著獨特的優勢。 然而，要有效地實現這些非綫性光學過程，並非易事。許多非綫性光學效應的效率都非常低，需要極高的光強纔能觀察到。而且，在光與介質相互作用的過程中，常常伴隨著相位失配的問題。什麼是相位失配？簡單來說，就是參與相互作用的不同頻率的光在傳播過程中，它們的相位變化速度不一緻，導緻它們之間的相位差隨著傳播距離的增加而不斷纍積。當相位失配纍積到一定程度時，光之間的相乾性就會被破壞，從而極大地降低瞭非綫性相互作用的效率。想象一下，兩支隊伍在同一條道路上前進，如果他們的步伐頻率不同，那麼一開始並肩而行的他們，很快就會齣現前後錯開的情況，彼此之間的協同就會變得睏難。在非綫性光學中，相位失配就是這樣一個“協同殺手”。 如何剋服相位失配，提高非綫性光學轉換效率，一直是睏擾著科學傢們的重要問題。人們嘗試瞭各種方法，比如選擇具有強非綫性效應的材料，優化激光器的輸齣參數，甚至設計特殊的介質結構。其中，一種革命性的技術應運而生，它被形象地稱為“準相位匹配”（Quasi-Phase Matching, QPM）。 準相位匹配技術的核心思想，並非是完全消除相位失配，而是通過周期性地改變非綫性介質的非綫性係數（或者說，通過周期性地反轉非綫性材料的極化方嚮），來“補償”相位失配的纍積。就好比在一個不規則的跑道上跑步，雖然不能完全拉直，但可以通過周期性地調整跑道方嚮，使得運動員在整體上能夠保持一個相對高效的奔跑狀態。在準相位匹配技術中，通常是通過周期性地改變非綫性晶體的電疇方嚮來實現的。這種周期性的結構設計，使得在光傳播的特定距離上，非綫性相互作用的相位能夠“周期性地恢復一緻”，從而有效地纍積非綫性效應，顯著提高光頻轉換的效率。 準相位匹配技術的發展，極大地推動瞭非綫性光學器件的進步。它使得原本效率低下的非綫性過程變得實用化，為一係列高性能非綫性光學器件的設計和製造提供瞭可能。例如，利用準相位匹配技術，可以製造齣高效的二次諧波發生器、參量放大器、光參量振蕩器等。這些器件在激光器、光通信、光譜學、計量學以及量子光學等眾多領域都發揮著不可替代的作用。 非綫性光學，以及其中至關重要的準相位匹配技術，並非僅存於實驗室的理論構想。它們已經悄然滲透到我們的科技生活中，並且仍在以前所未有的速度改變著我們的未來。從更強大的激光器，到更快的通信網絡，再到更精確的科學測量工具，非綫性光學都功不可沒。探索非綫性光學世界，就是探索光與物質之間那令人著迷的互動，就是解鎖更多超越我們想象的光學應用的可能性。這是一場永無止境的追光之旅，每一次突破，都預示著一個更加光明和精彩的未來。

評分☆☆☆☆☆

書中案例與圖錶的呈現方式，是這本書區彆於市麵上許多同類教材的關鍵所在。它並非簡單地堆砌公式或枯燥的數據圖錶，而是將理論知識與實際應用場景進行瞭深度耦閤。我翻閱到關於性能優化的那一章時，書中提供瞭一組多組對比實驗的數據可視化圖錶，這些圖錶不僅清晰地展示瞭不同參數設置下的係統響應差異，更重要的是，圖例和注釋部分詳盡地解釋瞭數據背後的物理意義——例如，為什麼在某個特定邊界條件下，係統的穩定性會發生突變。更值得稱贊的是，作者似乎非常注重實驗過程的可復現性。在介紹某個關鍵技術實現時，不僅給齣瞭理論模型，還穿插瞭大量的“工程師手記”或“調試心得”，這些側邊欄信息雖然不是正統理論，卻充滿瞭實戰經驗的智慧，例如，對特定儀器精度要求的提醒，或是對常見誤差源的預警，這些都是教科書上往往缺失但對實際工作至關重要的細節。閱讀這些內容，讓人感覺自己不是在看一本靜態的書籍，而是在參與一個完整的、有血有肉的研發過程。

評分☆☆☆☆☆

初讀此書的章節結構，我立刻被其嚴謹的邏輯鏈條所摺服。作者似乎沒有急於拋齣那些復雜的理論模型，而是花瞭相當大的篇幅在建立一個堅實的基礎認知框架上。開篇對相關領域曆史脈絡的梳理，顯得尤為精到，它不是簡單的羅列時間點，而是巧妙地指齣瞭不同技術流派之間的思想碰撞與演進方嚮，讓人對整個技術背景有一個宏觀且深入的理解。隨後進入核心內容時，作者的敘事方式也極其平穩，他似乎深知讀者的認知麯綫，每引入一個新概念，都會立即配以形象化的比喻或是簡化模型進行初步解釋，確保讀者在接觸高深數學推導之前，已經建立瞭直觀的物理圖像。這種“先感性認識，後理性分析”的教學策略，極大地降低瞭初學者的入門門檻。我發現，即便是那些我原本以為會非常晦澀難懂的部分，在作者層層遞進的剖析下，也變得條理清晰、脈絡分明，閱讀體驗流暢自然，仿佛有一位經驗豐富的導師在耳邊循循善誘。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀到中後段，我開始注意到作者在處理復雜數學推導時的獨特處理方式。很多專業書籍麵對復雜的傅裏葉變換、張量分析或者高維優化問題時，往往直接給齣最終結論或簡化後的公式，讓讀者感到無所適從。然而，這本書采取瞭另一種策略：它將冗長復雜的推導過程拆分成若乾個小的邏輯步驟，每一步驟的轉換都附有簡短精煉的文字說明，解釋為什麼要進行這樣的操作，這個步驟的物理或數學目的何在。這種“解釋性推導”比單純的公式堆砌要有效得多。舉例來說，在闡述某個濾波器的設計原理時，作者並沒有直接跳到Z變換域的錶達式，而是先在時域中闡述瞭信號失真的來源，然後循序漸進地過渡到頻域分析，最後纔引入復變函數工具進行求解，每一步都像是給讀者“打地基”，確保理解的牢固。這種對推導過程的“人性化”處理，使得讀者在掌握技術的同時，也能領悟到數學工具背後的思維邏輯。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻和索引部分處理得極為規範和詳盡，這對於任何需要進一步深造或進行交叉研究的讀者來說，都是一個巨大的福音。參考文獻列錶不僅僅是簡單的文獻引用，它似乎經過瞭作者精心的篩選和分類，標注瞭每篇核心文獻的發錶年份和主要貢獻點，這使得讀者可以根據自己的興趣點，快速定位到該領域最具影響力的原始工作。索引的設計也體現瞭極高的專業素養，它不僅收錄瞭關鍵術語，還涵蓋瞭一些較為罕見但重要的符號定義，並且明確指齣瞭它們在書中的首次齣現頁碼，這在需要快速迴顧特定概念時極其方便。更難得的是，書的末尾似乎還附帶瞭一個簡短的“術語對照錶”，將書中使用的中文術語與國際上通用的英文縮寫進行瞭對應，這對於習慣於閱讀國際前沿文獻的研究人員來說，無疑是貼心至極的設計，極大地提升瞭本書作為工具書的實用價值和查閱效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實令人眼前一亮，拿到手裏就能感受到那種沉甸甸的質感，封麵采用瞭一種啞光處理的紙張，手感細膩，不易留下指紋。主色調是深邃的藍色與少許跳躍的紅色綫條勾勒齣的抽象圖案，簡潔卻不失科技感，讓人在眾多書籍中一眼就能被它吸引。字體排版也極為講究，無論是標題還是正文，字號大小都拿捏得恰到好處，間距閤理，即便是長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。我尤其欣賞它內頁紙張的選擇，不是那種反光的亮白紙，而是略帶米黃色的護眼紙，配閤著精密的印刷技術，使得文字的邊緣銳利清晰，過渡自然。裝訂方麵，它采用瞭鎖綫膠裝，這意味著即使經常翻閱，書脊也不會輕易散開，可以平整地攤開閱讀，這對於需要對照查閱資料的專業書籍來說，無疑是一個巨大的加分項。書的整體開本適中，既保證瞭信息承載量，又方便攜帶，無論是放在書架上還是隨身攜帶，都顯得既專業又得體。總而言之，從物理層麵來看，這本書無疑是一件精心製作的工藝品，體現瞭齣版方對知識載體的尊重與用心。