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出版者:

作者:Nikolova, Ludmila/ Ramanujam, P. S.

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 143.51

装帧:

isbn号码:9780521509756

丛书系列:

图书标签:

• 全息术
• 偏振
• 光学
• 图像处理
• 三维显示
• 衍射
• 光子学
• 信息存储
• 材料科学
• 纳米技术

好的，以下是一份关于一本名为《非线性光学与超材料》的图书的详细简介，该简介不涉及您提到的《Polarization Holography》的内容。 --- 图书名称：《非线性光学与超材料：从基础理论到前沿应用》 图书简介 核心主题与定位 《非线性光学与超材料：从基础理论到前沿应用》是一本深度聚焦于现代物理光学两大关键领域——非线性光学和超材料——的综合性专著。本书旨在为物理学、光学工程、材料科学以及电子工程等领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、严谨且与时俱进的知识框架。它不仅梳理了非线性光学现象的经典理论基础，更深入探讨了近年来在超材料结构设计、电磁波调控以及光与物质相互作用新范式等方面的最新进展。本书的独特之处在于，它将这两个看似独立却在本质上深度交织的领域——即通过设计人工结构来调控光场响应（超材料）与材料自身固有的非线性光学效应（非线性光学）——有机地结合起来，探索未来光子学器件的潜力。 第一部分：非线性光学基础与现象 本书的前半部分系统地建立了非线性光学的理论基石。我们从经典电磁场理论和麦克斯韦方程组出发，引入了材料极化强度与电场强度的多阶非线性关系，特别是二次、三次非线性响应的物理机制。 1.1 非线性响应的微观机理： 深入剖析了分子和晶体结构中电子云响应的非线性本质，包括电子轨道变形、能带结构变化对光吸收和折射率的影响。详细阐述了拉曼散射、汤姆孙散射等散射机制在非线性背景下的修正。 1.2 经典非线性过程的数学描述： 重点讲解了耦合波方程（Coupled-Wave Equations）的推导与应用，这是理解所有非线性相互作用的核心工具。详细分析了倍频（Second Harmonic Generation, SHG）、和频/差频产生（Sum/Difference Frequency Generation, SFG/DFG）的相位匹配条件、转换效率的限制因素以及如何通过晶体工程来优化这些过程。 1.3 自作用效应与光孤子： 深入探讨了克尔介质（Kerr Media）中的自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）以及自聚焦/自散焦现象。基于非线性薛定谔方程（NLSE），本书详尽地推导了光孤子（Optical Solitons）的形成条件、稳定性和在光纤及波导中的传播特性。此外，还涵盖了更复杂的非线性现象，如参量放大（Optical Parametric Amplification, OPA）及其在超快激光脉冲产生中的应用。 第二部分：超材料与负折射率物理 本书的第二部分转向对人工设计的电磁结构——超材料的研究。这部分内容侧重于如何打破传统材料的限制，通过结构设计实现前所未有的电磁波调控能力。 2.1 超材料的基本概念与设计原理： 介绍了超材料（Metamaterials）的“亚波长结构”概念，阐明了其有效介电常数（$varepsilon$）和有效磁导率（$mu$）的提取方法，特别关注如何通过结构实现负值、零值或高各向异性参数。详细介绍了集总电路模型（Lumped Element Models）和分布式结构模型（Distributed Structures）在设计中的应用。 2.2 负折射率与光学的颠覆性应用： 核心章节之一，详细阐述了负折射率（Negative Refractive Index, NRI）超材料的物理基础，如左手材料（Left-Handed Materials）。系统分析了完美成像（Perfect Lensing）的理论基础，并讨论了如何通过空间变化的介电常数（Gradient Index, GRIN）结构实现电磁波的弯曲和束缚。 2.3 拓扑超材料与非互易性： 引入了拓扑物理的概念在超材料设计中的应用，介绍了拓扑绝缘体、拓扑保护的边缘态等概念如何被应用于构建具有鲁棒性的光子器件。探讨了如何利用磁场耦合或结构非对称性实现非互易性（Non-Reciprocity），这是构建单向光开关和隔离器的关键。 第三部分：非线性超材料的交汇点 本书的第三部分是全书的创新和高潮所在，探讨了非线性光学与超材料结构设计的融合，即非线性超材料（Nonlinear Metamaterials）。 3.1 结构非线性与表面效应： 分析了当超材料的单元尺寸接近或小于光波长时，其表面的局域场增强效应如何极大地放大材料固有的非线性响应。详细讨论了金属-介质界面等离子激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）的非线性耦合。 3.2 动态可重构与调控： 重点关注如何将易于调制的非线性材料（如液晶、石墨烯、相变材料）嵌入到超材料的共振结构中，以实现对电磁响应的动态、快速、电学或光控重构。讨论了基于非线性频率转换的超材料调谐器。 3.3 兆瓦级光场下的效应： 探讨了在极高光强下，超材料结构本身可能发生的非线性损伤、自聚焦效应以及其对负折射率特性的影响，为设计高功率光器件提供了关键的理论指导。 目标读者与特色 本书内容覆盖从基础理论推导到工程实现的多个层面，语言力求精确严谨而不失清晰。对于研究生和科研人员而言，它提供了深入理解新兴光电效应的理论工具；对于工程界人士，它提供了设计新一代光子器件和传感器的实用蓝图。书中包含大量详细的数学推导、物理图像的阐释以及前沿研究案例的分析，是理解和推进光子学领域未来发展的必备参考书。

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我一直对科学的边界和前沿探索充满好奇，而“Polarization Holography”这个书名，在我眼中就是这样一个充满未知和可能性的领域。全息术本身就带着几分科幻色彩，能够记录和再现物体的三维形态，而偏振，则是光的基本属性之一，它控制着光的振动方向。将两者结合，我猜想这本书将会是一次深入的、跨学科的探索。它可能不仅会涉及物理学中的波动理论、电磁学，还可能触及材料科学，甚至计算机科学，比如模拟和算法。我期待书中能够解答我的一些基本疑问：偏振全息与传统全息术相比，究竟有哪些独特的优势？它能够实现哪些传统全息术无法做到的事情？这本书可能会提供一个全新的视角来理解光与物质的相互作用，以及如何利用光的偏振特性来创造更强大、更智能的光学器件。我感觉这本书就像一本打开了新世界大门的钥匙，让我对未来的科技发展充满了无限的遐想。

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作为一名对光学物理学怀有深厚兴趣的业余爱好者，我总是喜欢寻找那些能够拓展我知识边界的书籍。“Polarization Holography”这个书名一下子就抓住了我的眼球。虽然我对“偏振”和“全息术”的概念都有一定的了解，但将它们放在一起，我感到非常的新奇。我猜测这本书会带领我深入探索偏振光在全息记录和再现过程中的核心作用。我期待书中能够解释，偏振光如何能够携带比普通光更多的信息，以及如何通过控制偏振来操纵全息图的性质。这本书可能不仅仅会提供理论上的解释，还可能会包含一些精美的插图和示意图，帮助我更直观地理解复杂的概念。我非常好奇，偏振全息是否能够实现一些目前还闻所未闻的光学现象，或者在信息存储、光学通信、甚至艺术创作等领域开辟新的可能性。这本书的出现，无疑为我提供了一个深入了解这一迷人领域的绝佳机会。

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对于像我这样，平时的工作涉及到光学设计和应用的人来说，一本深入探讨“Polarization Holography”的书籍，简直是久旱甘霖。我对全息术在实际工程中的应用一直很关注，而偏振效应常常是影响光学系统性能的一个关键因素，有时候甚至是决定性的。我猜测这本书不会仅仅停留在理论层面，很可能还会包含大量的实验数据、设计实例和性能分析。我特别期待书中能够有关于不同偏振全息记录材料的介绍，比如液晶、非线性晶体等，以及它们在特定应用场景下的优缺点。此外，我很好奇书中是否会讨论如何利用偏振来增强全息图的衍射效率、提高图像质量，或者实现动态可调的全息显示。这本书的出现，让我看到了解决一些我在实际工作中遇到的光学难题的新思路，或许还能为我未来的项目提供宝贵的参考。我迫不及待地想了解书中的具体技术细节，希望能从中汲取养分，为我的工作注入新的活力。

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刚拿到这本书，翻了翻目录，虽然我对其中的具体技术细节还不太了解，但封面上“Polarization Holography”这几个字就足以让我感到好奇。我一直对光学，特别是光与物质相互作用的各种现象很感兴趣，而“全息术”本身就是一项令人着迷的技术，它能够记录和再现三维信息。这本书的名字暗示着它可能深入探讨了偏振在全息成像中的作用，这对我来说是一个全新的视角。我期待书中能够解释偏振光如何被利用来存储更丰富的信息，或者实现更精细的全息图。也许书中会有关于不同偏振态（如线偏振、圆偏振、椭圆偏振）如何影响记录和再现过程的分析，以及如何利用这些特性来设计新型的全息器件。我对书中可能涉及的理论模型和实验技术充满期待，希望能够从中学习到一些前沿的知识，或许还能启发我思考一些在其他领域（比如信息存储、光学传感）中应用偏振全息的可能性。这本书的出现，无疑为我对光学领域探索又添了一抹新的色彩，迫不及待想开始我的阅读之旅了。

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我一直对物理学的某些分支领域有着特别的偏爱，其中就包括波动光学和电磁波的传播。这本书的题目“Polarization Holography”恰好触及了我最为关注的两个核心概念的交叉点。全息术本身就已经是光学领域的一大奇迹，而将偏振这个同样迷人的物理量引入其中，我感觉这本书可能蕴含着巨大的潜力。我设想，书中大概会从基础的偏振理论讲起，然后逐步深入到偏振光如何在记录介质中与光波相互作用，形成特殊的衍射结构。这其中可能涉及到琼斯矩阵、斯托克斯参数等数学工具的运用，以及如何精确控制和测量光的偏振态。我很好奇，偏振信息是否能为全息图带来额外的维度，例如存储不同的信息内容，或者实现对再现光束偏振状态的控制。这本书或许会揭示一些我从未听说过的、关于偏振全息的独特应用，比如在生物成像、防伪技术，甚至量子信息处理等前沿领域。我对手中这本厚重的书籍充满了敬意，预感它将是一次深刻的学习体验。

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