Laser Resonators And Beam Propagation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Hodgson, Norman/ Weber, Horst

出品人:

页数:818

译者:

出版时间:2005-6

价格:$ 315.27

装帧:HRD

isbn号码:9780387400785

丛书系列:

图书标签:

• 激光谐振腔
• 光束传播
• 光学
• 激光物理
• 衍射
• 干涉
• 光波
• 光纤
• 激光器设计
• 光学工程

晶格动力学与材料表征 导言： 本书旨在深入探讨凝聚态物理学的前沿领域——晶格动力学，并将其与先进的材料表征技术紧密结合。我们聚焦于理解晶体和非晶材料中原子级别的集体振动模式（声子），及其如何决定材料的热学、电学、声学和光学性质。本书内容结构严谨，从基础的晶格振动理论出发，逐步深入到复杂的散射实验和计算模拟方法，为材料科学家、物理学家和工程师提供一个全面的参考框架。 第一部分：晶格动力学的理论基础 本部分将奠定读者理解晶格动力学的理论基础。 第一章：周期性结构中的原子排列与势能 首先，我们将详细阐述晶体的周期性结构，包括布拉维点阵、晶胞定义以及对称操作。我们将介绍描述原子间相互作用的各种势模型，从最基础的谐振子近似（牛顿力学与拉格朗日力学在晶格系统中的应用）到更精确的嵌入式原子势（如EAM、MEAM）和基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）方法。重点讨论如何通过势能面来确定平衡位置和分析小扰动下的动力学行为。 第二章：晶格振动的量子化——声子概念的引入 本章是全书的核心。我们将引入晶格振动的量子化概念——声子。首先，通过一维无限长链模型的求解，推导出色散关系$omega(mathbf{q})$。讨论声学支和光学支的区别及其物理意义。随后，我们将理论扩展到三维晶体，详细阐述布里渊区、第一性原理导出的态密度（DOS）的计算方法，以及声子群速度、能量和动量的概念。特别关注声子谱在理解材料特性中的决定性作用。 第三章：声子输运与热学性质 晶格振动是材料中热能的主要载体。本章聚焦于如何利用声子理论来解释和预测材料的热学性质。我们将深入探讨玻尔兹曼输运方程在声子系统中的应用，特别是与弛豫时间近似的结合。详细分析声子散射机制，包括声子-声子（三声子和四声子过程）、声子-缺陷、声子-电子以及声子-界面散射的对热导率的贡献。对于低维材料（如纳米线、薄膜）中出现的界面热阻（Kapitza电阻）也将进行专门讨论。 第二部分：先进材料的声子特性与计算方法 本部分将介绍现代材料科学中处理复杂晶格结构和利用先进计算工具研究声子特性的方法。 第四章：复杂晶体结构与非晶态物质的动力学 许多功能材料（如高温超导体、钙钛矿、金属玻璃）的结构复杂或缺乏长程有序性。本章将处理这些特殊情况。对于复杂晶体，我们将讨论不可约表示和对称性分析在筛选有效声子模式中的应用。对于非晶材料，我们将从局部结构和平均场理论出发，探讨其局域振动模式（LMVs）和低频“软模式”的特征，以及它们如何导致玻璃化转变和异常低频热容。 第五章：基于第一性原理的声子计算 随着计算能力的提升，基于DFT的声子计算已成为标准工具。本章详细介绍如何通过有限差分法或密度泛函微扰理论（DFPT）来计算原子间的作用力常数矩阵（Hessian矩阵）。我们将讲解如何从这些矩阵导出动态矩阵，进而获得完整的色散曲线、非谐性参数和热力学函数。重点讨论计算中的收敛性要求、赝势的选择对声子结果的影响，以及如何处理软声子和动态不稳定性。 第六章：声子寿命与非谐性效应 材料的力学稳定性、热膨胀和热阻都与声子的非谐性（即三阶和四阶力学参数）密切相关。本章侧重于计算和分析这些高阶项。我们将阐述如何计算三声子耦合常数（$mathcal{V}_{3}$）和四声子耦合常数（$mathcal{V}_{4}$），并利用这些参数在玻尔兹曼输运框架下计算不同温度下的声子弛豫时间，从而量化热导率随温度的变化规律。 第三部分：晶格动力学与实验表征的交叉 本部分将理论与实验测量方法相结合，展示如何通过实验手段直接探测晶格振动。 第七章：中子非弹性散射（INS）技术 中子非弹性散射是目前唯一能够直接探测完整的声子色散关系的技术。本章将详细介绍INS实验的原理，包括散射截面与动态结构因子 $S(mathbf{Q}, omega)$ 的关系，以及如何利用此关系来反演声子能谱。我们将讨论实验中需要克服的挑战，如背景扣除、能量分辨率优化，并结合实例展示如何利用INS数据验证和完善理论模型。 第八章：拉曼与红外光谱学 拉曼散射和红外吸收光谱是研究晶格振动最常用的光学技术。本章阐述晶体中光活性声子（$Gamma$点或特定高对称点）的选择定则。我们将解释拉曼散射的二阶散射张量、极化依赖性以及如何通过峰位、峰形和峰强分析材料的应力、缺陷和电子-声子耦合效应。红外光谱的重点则放在光学声子与电磁波的耦合模式（TO/LO模式）及其在介电性质中的作用。 第九章：利用声子知识解释电子性质与电荷输运 声子不仅影响热学性质，也深刻地耦合于电子行为。本章探讨电子-声子耦合（EPC）在材料科学中的重要性。我们将讨论如何通过计算德拜-沃勒因子（Debye-Waller Factor）来理解电子能带结构的温度依赖性。重点分析EPC如何影响超导转变温度（如BCS理论中的声子介导机制）、金属的电阻率（通过德鲁德模型中的声子散射项）以及半导体的载流子迁移率。 结论与展望： 本书的最后部分将总结晶格动力学在材料设计中的指导意义，并展望未来的研究方向，例如对拓扑材料中边界声子模式的研究，以及在新型能源材料（如热电器件、固态电池电解质）中优化声子输运的策略。强调对晶格动力学的深入理解是实现对材料性能精确调控的关键。

评分☆☆☆☆☆

Despite this important role optical resonators play in laser engineering, most publications treat them either on a too basic and incomplete level or in the form of a theoretical presentation that is only useful to academics. The result is that very often an...

评分☆☆☆☆☆

Despite this important role optical resonators play in laser engineering, most publications treat them either on a too basic and incomplete level or in the form of a theoretical presentation that is only useful to academics. The result is that very often an...

评分☆☆☆☆☆

Despite this important role optical resonators play in laser engineering, most publications treat them either on a too basic and incomplete level or in the form of a theoretical presentation that is only useful to academics. The result is that very often an...

评分☆☆☆☆☆

Despite this important role optical resonators play in laser engineering, most publications treat them either on a too basic and incomplete level or in the form of a theoretical presentation that is only useful to academics. The result is that very often an...

评分☆☆☆☆☆

Despite this important role optical resonators play in laser engineering, most publications treat them either on a too basic and incomplete level or in the form of a theoretical presentation that is only useful to academics. The result is that very often an...

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆