Photonic Crystals

Photonic Crystals pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Princeton University Press
作者:John D. Joannopoulos
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2008-02-11
价格:USD 75.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780691124568
丛书系列:
图书标签:
  • 光子晶体
  • 物理
  • 固体物理
  • 物理学
  • 量子力学7
  • 量子力学
  • 科学和心理学
  • 材料学
  • 光子晶体
  • 光子带隙
  • 光学材料
  • 纳米光子学
  • 周期结构
  • 电磁波调控
  • 光子器件
  • 光子局域
  • 光子集成
  • 光子传感
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

Since it was first published in 1995, "Photonic Crystals" has remained the definitive text for both undergraduates and researchers on photonic band-gap materials and their use in controlling the propagation of light. This newly expanded and revised edition covers the latest developments in the field, providing the most up-to-date, concise, and comprehensive book available on these novel materials and their applications. Starting from Maxwell's equations and Fourier analysis, the authors develop the theoretical tools of photonics using principles of linear algebra and symmetry, emphasizing analogies with traditional solid-state physics and quantum theory.They then investigate the unique phenomena that take place within photonic crystals at defect sites and surfaces, from one to three dimensions. This new edition includes entirely new chapters describing important hybrid structures that use band gaps or periodicity only in some directions: periodic waveguides, photonic-crystal slabs, and photonic-crystal fibers. The authors demonstrate how the capabilities of photonic crystals to localize light can be put to work in devices such as filters and splitters. A new appendix provides an overview of computational methods for electromagnetism.Existing chapters have been considerably updated and expanded to include many new three-dimensional photonic crystals, an extensive tutorial on device design using temporal coupled-mode theory, discussions of diffraction and refraction at crystal interfaces, and more. Richly illustrated and accessibly written, "Photonic Crystals" is an indispensable resource for students and researchers. Extensively revised and expanded, this book: features improved graphics throughout; includes new chapters on photonic-crystal fibers and combined index-and band-gap-guiding; provides an introduction to coupled-mode theory as a powerful tool for device design; and, covers many new topics, including omnidirectional reflection, anomalous refraction and diffraction, computational photonics, and much more.

《光子晶体》 探索光与物质的奇妙交互,解锁前所未有的光学应用 光,作为我们感知世界的最基本媒介,其行为方式自古以来就吸引着人类的智慧。从牛顿的棱镜实验到爱因斯坦的光电效应,我们对光的理解不断深入,也催生了激光、光纤通信等一系列革命性的技术。而“光子晶体”这一概念,则将我们对光的操控推向了一个全新的维度。 《光子晶体》一书,将带领您深入探索这一前沿领域。它不仅仅是一本介绍光子晶体结构和特性的学术专著,更是一扇窗户,让您得以窥探光与周期性纳米结构之间发生的令人惊叹的交互作用。本书旨在为读者构建一个扎实而全面的理论基础,并在此基础上,详细阐述光子晶体的设计、制备及其在各个领域的广阔应用前景。 核心内容概览: 一、光子晶体的基本原理与概念 本书的开篇,我们将从最根本的物理原理入手,清晰地阐述光子晶体的核心概念。光子晶体是一种人工设计的周期性介质结构,其周期性特征与光的波长处于同一量级。这种特殊的结构,使得光子晶体能够像电子在固体晶体中受到周期性势场的影响一样,在光子能带结构中形成“光子带隙”。 光子带隙(Photonic Band Gap, PBG):我们将详细解析光子带隙的形成机制。通过对不同维度(一维、二维、三维)光子晶体的介电常数周期性排列,我们可以精确控制特定频率范围内的光波的传播。当光的频率落入光子带隙时,这些光波将被禁止传播,如同电子无法穿越固体晶体中的禁带一样。光子带隙的宽窄、位置和存在与否,都可以通过调整光子晶体的几何结构、材料组成以及周期性参数来精确设计和调控。 局域模式与缺陷模式:一旦建立了光子带隙,我们就可以利用“缺陷”的概念,在光子晶体中引入局域模式。通过移除或改变光子晶体中的个别周期单元,或者引入周期性差异,我们可以创造出具有特定缺陷的结构。这些缺陷会打破原有的周期性,从而在光子带隙中形成局域化的电子态,这些态可以有效地囚禁和导引光波,形成光子局域态。本书将深入探讨缺陷的类型、其在光子带隙中的位置以及如何利用这些缺陷来操控光。 费涅尔衍射与布拉格衍射:我们将回顾并联系光子晶体的衍射行为,例如与布拉格衍射的相似性。光子晶体的周期性结构导致光波在传播过程中发生周期性的反射和散射,从而形成特定的衍射图案。这种衍射行为是理解光子晶体光学特性的基础,也为我们设计具有特定衍射功能的器件提供了理论依据。 二、光子晶体的设计与模拟 要实现对光子的精确控制,精巧的设计和精确的模拟是必不可少的。本书将详细介绍光子晶体的设计方法和常用的模拟工具。 设计参数的优化:我们将探讨影响光子晶体性能的关键设计参数,包括周期长度、介质材料的折射率、结构单元的形状和尺寸,以及三维结构中的填充因子等。通过对这些参数的系统性研究和优化,我们可以设计出具有特定光子带隙特性、高衍射效率或特定光波导功能的光子晶体结构。 常用模拟方法:本书将介绍几种主流的光子晶体模拟方法,包括: 平面波展开法(Plane Wave Expansion, PWE):这是一种高效计算光子晶体能带结构的方法,能够快速确定光子带隙的存在与否及其范围。 有限时域差分法(Finite-Difference Time-Domain, FDTD):FDTD 方法是一种直接求解麦克斯韦方程的方法,能够模拟光在光子晶体中的动态传播过程,预测散射、传输和衍射等现象。 耦合波理论(Coupled-Wave Theory):耦合波理论在分析周期性结构的衍射特性时非常有效,可以用来分析光栅和光子晶体的衍射行为。 其他数值方法:我们还将提及有限元法(FEM)等其他适用于复杂光子晶体结构的数值模拟技术。 三、光子晶体的制备技术 理论设计和模拟的最终目标是实现可用于实际应用的器件。因此,本书也将重点介绍光子晶体的制备技术。 微纳加工技术:我们将深入探讨当前主流的微纳加工技术,包括: 电子束光刻(Electron Beam Lithography, EBL):EBL 能够实现极高的空间分辨率,非常适合制备亚波长尺度的光子晶体结构。 聚焦离子束刻蚀(Focused Ion Beam, FIB):FIB 是一种直接刻蚀技术,可以对材料进行精确的三维加工,非常适合制备三维光子晶体。 紫外光刻(Deep Ultraviolet Lithography, DUV):DUV 光刻技术在半导体产业中应用广泛,成本效益高,适合大面积制备周期性结构。 自组装技术:通过利用胶体颗粒等微结构单元的自组装特性,可以高效地制备周期性的三维光子晶体结构。 新材料与新结构:我们将关注新型光子晶体材料(如负折射率材料、超材料)和新型光子晶体结构(如二维光子晶体、三维光子晶体)的制备进展。 四、光子晶体的应用 光子晶体的独特性质使其在众多光学领域展现出巨大的应用潜力。本书将详细阐述这些应用。 光波导与器件:通过在光子晶体中引入缺陷,可以实现对光波的精确引导,构建高性能的光波导。这些光波导可以用于集成光路,实现低损耗的光信号传输和开关。 高品质因子(Q值)谐振腔:将缺陷设计成微腔,可以囚禁光,形成高Q值的谐振腔。这些谐振腔是构建新型光学器件,如量子信息处理、高效LED、低阈值激光器以及高灵敏度传感器的关键组件。 光学滤波器与颜色滤光片:光子晶体具有精确调控光传播特性的能力,可以设计出具有极窄带宽和高透射率的光学滤波器,用于通信、光谱分析等领域。同时,其对光的衍射和反射特性也使其成为实现艳丽色彩的潜在材料。 全反射镜与高效反射器:在某些特定频率范围内,光子晶体可以表现出近乎完美的反射特性,可用于制造高效的全反射镜,在光学仪器和显示技术中有重要应用。 传感器与探测器:光子晶体对外界环境变化(如折射率、温度、压力)极其敏感。利用这一特性,可以设计高灵敏度的传感器,用于环境监测、生物医学检测等。 照明与显示技术:光子晶体的漫反射和结构色效应,为下一代高效节能照明和新型显示技术提供了新的思路。 《光子晶体》,是一本集理论深度、技术前沿和应用前景于一体的著作。它不仅适合光学、物理学、材料科学和工程领域的学生、研究人员和工程师阅读,也能够激发对光与物质相互作用感兴趣的广大读者。通过本书的学习,您将能够全面理解光子晶体的精妙之处,并为探索和开发基于光子晶体的新技术新应用奠定坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

从拿到《Photonic Crystals》这本书伊始,我就被其严谨的学术内容和前沿的研究视角深深吸引。作者以其深厚的物理学功底,将光子晶体这一复杂的概念进行了系统而深入的阐述。他对“光子晶体能隙”的讲解,堪称教科书级别的经典,通过类比电子在固体晶体中的能带结构,生动地解释了光子晶体如何能够精确控制光的传播,从而衍生出诸如全反射、定向传播等一系列新颖的光学现象。我尤其对书中关于光子晶体在光学器件中的应用部分印象深刻,作者详细介绍了光子晶体如何被用于制造高效的光波导、新型的光学滤波器、精确的光学限幅器以及用于通信的光栅耦合器。这些实际应用案例,不仅展示了光子晶体的强大功能,更让我看到了这项技术在通信、计算、传感等领域的巨大潜力。书中对不同维度(一维、二维、三维)光子晶体的结构设计、制备方法以及光学特性的详细论述,为我深入理解这一领域提供了坚实的理论基础。我特别对书中关于“超材料”和“负折射率”的章节感到惊叹,这些非自然界存在的材料所展现出的神奇光学性质,彻底颠覆了我对传统光学器件的认知,也让我看到了未来光学技术发展的无限可能。

评分

当我拿到《Photonic Crystals》这本书时,我就预感它将是一次非凡的学术探索之旅。作者从光子晶体的基本结构单元——周期性介质出发,层层剥离,揭示了其独特的电磁调控能力。我对书中关于光子晶体“光子晶体能隙”的讲解尤为着迷,作者通过类比电子在固体晶体中的能带结构,生动地解释了光子晶体如何能够阻止特定频率的光传播,从而实现对光的精确控制。这种类比不仅帮助我理解了核心概念,更让我看到了光子晶体在光学设计上的无限可能性。在结构设计方面,书中详细介绍了不同维度(一维、二维、三维)光子晶体的结构参数对光学性质的影响,以及如何通过调控这些参数来实现特定的功能,例如全反射、定向传播或高效耦合。我特别对书中所探讨的“超材料”部分记忆犹新,作者通过构建具有负介电常数和负磁导率的周期性结构,展示了如何实现负折射率效应,这在传统光学中是难以想象的。这本书不仅提供了扎实的理论基础,更通过大量的实例分析,展示了光子晶体在光通信、光学计算、生物传感以及能量收集等领域的广泛应用前景。作者的叙事风格引人入胜,他能够将深奥的物理原理转化为易于理解的语言,并且将前沿的研究成果融入其中,让我对这个领域的研究充满了好奇和热情。

评分

毫无疑问,《Photonic Crystals》这本书是我近期阅读中最具启发性的一本。作者以其深厚的学术功底和清晰的叙事风格,将光子晶体这一前沿领域的核心概念娓娓道来。从最基本的周期性介质结构,到“光子晶体能隙”的形成机制,再到光子晶体在不同维度上的设计与应用,作者都进行了详尽而又深入的阐述。我尤其对书中关于光子晶体在光波导、光学滤波、光学限幅以及光栅耦合等方面的应用分析印象深刻。这些实际应用案例,不仅展示了光子晶体的强大功能,更让我看到了这项技术在通信、计算、传感等领域的巨大潜力。作者在书中对不同维度(一维、二维、三维)光子晶体的结构设计、制备方法以及光学特性的详细论述,为我深入理解这一领域提供了坚实的理论基础。我特别对书中关于“负折射率材料”和“超材料”的章节感到惊叹,这些非自然界存在的材料所展现出的神奇光学性质,彻底颠覆了我对传统光学器件的认知,也让我看到了未来光学技术发展的无限可能。作者的写作风格严谨而又生动,他能够将复杂的物理原理转化为易于理解的语言,并将其与前沿的研究成果相结合,这无疑激发了我进一步探索的欲望。

评分

我必须说,《Photonic Crystals》这本书的出现,绝对是我近期阅读中最大的惊喜。从翻开第一页开始,我就被作者严谨的学术态度和清晰的叙事风格所深深吸引。他对光子晶体概念的介绍,不仅仅停留在理论层面,更是深入到其物理本质和数学模型。我尤其对书中关于“光子晶体能隙”的阐释记忆犹新,作者通过类比电子在固体晶体中的能带结构,生动地解释了光子晶体如何能够精确地控制光的传播,这让我对光学世界有了全新的认识。在结构设计方面,书中对一维、二维、三维光子晶体的详细介绍,让我领略了不同结构所展现出的独特光学性质。无论是用于高反射率的布拉格反射镜,还是用于光信号传输的光波导,书中都提供了详尽的理论分析和实例说明。我特别着迷于书中关于“负折射率材料”和“超材料”的章节,作者通过构建具有特殊周期性结构的介质,展示了如何实现负折射率效应,这无疑是颠覆性的创新,也为未来的光学技术开辟了新的道路。书中还包含了大量的实验数据和仿真结果,这让本书的理论更加严谨,也更具说服力。我能够感受到作者在编写这本书时付出的心血,他不仅是一位知识渊博的学者,更是一位善于沟通的老师,能够将复杂的科学概念转化为易于理解的语言,激发读者的好奇心。

评分

《Photonic Crystals》这本书的出现,无疑为我打开了一扇通往全新光学世界的大门。从一开始,我就被作者严谨的学术态度和清晰的逻辑结构所折服。书中对光子晶体基本概念的阐释,从介质的周期性排列如何影响光的传播,到“光子晶体能隙”的形成机制,都讲解得淋漓尽致。作者通过深入浅出的语言,配合精妙的数学推导和直观的物理示意图,将抽象的物理现象变得触手可及。我尤其对书中关于不同维度(一维、二维、三维)光子晶体结构设计的讨论印象深刻,他详细介绍了各种结构的特点、制备方法以及它们在光学器件中的应用,例如光栅耦合器、光波导、光学滤波器等。读到关于“负折射率材料”和“超材料”的部分,更是让我大开眼界,这些非自然界的材料所展现出的神奇光学性质,彻底颠覆了我对传统光学器件的认知。书中还包含了大量的实验数据和仿真结果,为读者提供了坚实的理论支撑和严谨的学术参考。我能够感受到作者在编写这本书时所付出的巨大心血,他不仅是该领域的权威,更是一位优秀的科普者,能够将复杂的科学概念转化为易于理解的语言,并且激发读者的探索欲望。这本书无疑为我提供了一个坚实的知识基础,让我能够更深入地理解和探索光子晶体这一前沿领域。

评分

从拿到《Photonic Crystals》这本书起,我就被它封面设计所吸引,一种未来感与科技感并存的视觉冲击力,让我迫不及待地想要一探究竟。翻开书页,扑面而来的是一股严谨而又充满探索精神的学术气息。作者在引言部分就为我们勾勒出了光子晶体这一概念的宏伟蓝图,从基础物理原理到潜在的应用前景,层层递进,逻辑清晰。我尤其对书中关于光子晶体能隙的讨论印象深刻,作者通过深入浅出的语言,结合精妙的数学模型和直观的物理图像,将这个抽象的概念变得触手可及。他没有止步于理论的讲解,更是花了大量篇幅探讨了不同类型光子晶体的结构设计,例如一维、二维和三维光子晶体,以及它们各自独特的性质和优势。对于我这样一个对光学领域有着浓厚兴趣的读者而言,这本书就像是一扇通往全新光学世界的窗口,让我看到了光与物质相互作用的无限可能。书中的案例分析也十分详尽,从超材料到纳米光子器件,每一个例子都经过精心挑选,能够充分展示光子晶体在实际应用中的巨大潜力。我能够感受到作者在编写这本书时所付出的巨大心血,他不仅是该领域的专家,更是一位优秀的科普者,能够将复杂的科学概念转化成易于理解的语言,并且激发读者的求知欲。这本书无疑为我打开了一扇新的学术视野,让我对未来的科技发展充满了期待。

评分

《Photonic Crystals》这本书的阅读体验,对我而言是一次深刻的学术洗礼。作者以其精湛的学术功底和敏锐的科研洞察力,为我们呈现了一个光子晶体世界的全景图。开篇对光子晶体基本原理的讲解,从介质的周期性排列如何影响光的传播,到“光子晶体能隙”的形成机制,都阐释得深入浅出,逻辑清晰。我尤其对书中关于光子晶体在光学器件中的应用部分印象深刻,作者详细介绍了光子晶体如何被用于制造高效的光波导、新型的光学滤波器、精确的光学限幅器以及用于通信的光栅耦合器。这些应用实例不仅展示了光子晶体的强大功能,也让我看到了这项技术在未来科技发展中的巨大潜力。书中还对不同维度(一维、二维、三维)光子晶体的结构设计、制备方法和光学特性进行了详细的论述,这为我进一步深入研究提供了坚实的理论基础。我特别对书中关于“超材料”和“负折射率”的章节感到兴奋,这些非自然界的材料所展现出的神奇光学性质,彻底颠覆了我对传统光学器件的认知,也让我看到了未来光学技术的无限可能。作者的叙事风格严谨而又生动,他能够将复杂的物理概念转化为易于理解的语言,并且将前沿的研究成果融入其中,让我对这个领域的研究充满了好奇和热情。

评分

《Photonic Crystals》这本书的阅读体验,给我最直观的感受就是其知识的系统性和前沿性。作者从光子晶体最基本的结构单元——周期性介质的引入开始,层层递进,逐步构建起整个理论体系。他对“光子晶体能隙”的讲解尤为精彩,作者通过类比电子在晶体中的能带理论,巧妙地解释了光子晶体如何能够控制特定频率的光的传播,并由此衍生出许多新颖的光学现象。我惊叹于作者能够将如此复杂的物理原理,通过清晰的逻辑和精美的图示,变得易于理解。在结构设计方面,书中详细介绍了各种维度(一维、二维、三维)光子晶体的特点、制备方法以及它们在光学滤波、光波导、光学限制器等方面的应用。我尤其对书中关于“超材料”和“负折射率”的讨论印象深刻,这些概念的引入,彻底颠覆了我对传统光学器件的认知,也让我看到了未来光学技术的巨大潜力。书中还包含了大量来自前沿研究的案例和数据,这使得本书不仅具有理论深度,更体现了其研究的前瞻性。我能够感受到作者在梳理和呈现这些知识时的严谨态度,他不仅仅是知识的传递者,更是思想的引导者,让读者在阅读过程中不断产生新的思考和疑问。这本书为我提供了一个坚实的知识体系,让我对光子晶体这一领域的研究有了更深刻的理解和认识。

评分

《Photonic Crystals》这本书的阅读体验,给我最大的感受就是其内容的深度和广度。作者在开篇就为我们描绘了一个由周期性介质构建的奇妙世界,这个世界中的光子行为,如同电子在晶体中的行为一样,受到结构的深刻影响。书中对于布拉格衍射、光栅耦合以及Bloch理论的阐述,都极具启发性。我尤其惊叹于作者如何将这些复杂的物理现象,通过数学公式和图示相结合的方式,变得生动而易于理解。他不仅深入探讨了光子晶体能带理论的核心,还进一步延伸到光子晶体的局域态密度、反射谱和透射谱等关键特性。在结构设计方面,作者详细介绍了不同维度光子晶体(一维、二维、三维)的制备方法和仿真技术,以及它们各自在光学滤波、光波导、光学限制器等领域的应用潜力。读到关于负折射率材料和超材料的部分,更是让我眼界大开,这完全颠覆了我对传统光学器件的认知。书中提供的实验数据和理论计算结果,也十分严谨,为读者提供了一个可靠的参考框架。我能够感受到作者在梳理和呈现这些知识时的严谨态度,他不仅仅是知识的传递者,更是思想的引导者,让读者在阅读过程中不断产生新的思考。这本书的价值,远不止于知识的堆积,更在于它所激发的科学思维方式。

评分

《Photonic Crystals》这本书的阅读体验,给我带来了前所未有的学术冲击。作者以其卓越的科学洞察力和严谨的学术态度,将光子晶体这一复杂领域的核心概念进行了系统而深刻的阐释。书中对“光子晶体能隙”的讲解尤为精彩,作者通过类比电子在固体晶体中的能带理论,清晰地解释了光子晶体如何能够精确地控制光的传播,从而实现诸如全反射、定向传播等新颖的光学现象。我惊叹于作者能够将如此深奥的物理原理,通过精妙的数学推导和直观的物理图像,变得生动而易于理解。在结构设计方面,书中详细介绍了各种维度(一维、二维、三维)光子晶体的特点、制备方法以及它们在光学器件中的应用,例如光波导、光学滤波器、光学限幅器以及光栅耦合器等。这些应用实例不仅展示了光子晶体的强大功能,更让我看到了这项技术在通信、计算、传感等领域的巨大潜力。作者在书中对“超材料”和“负折射率”的讨论,更是让我对光学世界的认识产生了颠覆性的改变,这些非自然界存在的材料所展现出的神奇光学性质,为未来光学技术的发展开辟了新的道路。

评分

这本书是光子晶体的经典之作,类似于波恩的光学原理的地位。写得深入浅出,注重物理概念。 光子晶体思想是从固体物理能带理论里脱胎而来的,作者十分愿意将书中的理论与量子力学做比较,有时候还列个表啥的。先一维再二维三维地介绍光子晶体。还可以收获一些其他知识,例如书里说明了群速度和能流速度之间的关系。

评分

深入浅出

评分

这本书是光子晶体的经典之作,类似于波恩的光学原理的地位。写得深入浅出,注重物理概念。 光子晶体思想是从固体物理能带理论里脱胎而来的,作者十分愿意将书中的理论与量子力学做比较,有时候还列个表啥的。先一维再二维三维地介绍光子晶体。还可以收获一些其他知识,例如书里说明了群速度和能流速度之间的关系。

评分

这本书是光子晶体的经典之作,类似于波恩的光学原理的地位。写得深入浅出,注重物理概念。 光子晶体思想是从固体物理能带理论里脱胎而来的,作者十分愿意将书中的理论与量子力学做比较,有时候还列个表啥的。先一维再二维三维地介绍光子晶体。还可以收获一些其他知识,例如书里说明了群速度和能流速度之间的关系。

评分

这本书是光子晶体的经典之作,类似于波恩的光学原理的地位。写得深入浅出,注重物理概念。 光子晶体思想是从固体物理能带理论里脱胎而来的,作者十分愿意将书中的理论与量子力学做比较,有时候还列个表啥的。先一维再二维三维地介绍光子晶体。还可以收获一些其他知识,例如书里说明了群速度和能流速度之间的关系。

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有