New Topics in Lasers And Electro-Optics pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Arkin, William T. (EDT)

出品人:

頁數:230

译者:

出版時間:

價格:129

裝幀:HRD

isbn號碼:9781594548598

叢書系列:

圖書標籤:

• Lasers
• Electro-Optics
• Optical Physics
• Photonics
• Laser Technology
• Optical Engineering
• Nonlinear Optics
• Fiber Optics
• Optical Materials
• Quantum Optics

探索光子學前沿：光電技術與材料的深度解析 圖書名稱：光電科學新進展：從基礎理論到尖端應用 圖書簡介： 本書旨在為光電子學、光學工程、材料科學以及相關領域的科研人員、高級工程師和研究生提供一個全麵、深入且與時俱進的知識平颱。它係統地梳理瞭近年來在光與物質相互作用、新型光電材料、先進光學器件以及前沿光電係統設計方麵取得的突破性進展，力求在理論深度與工程實踐之間搭建起堅實的橋梁。本書的敘述風格嚴謹而不失啓發性，注重概念的清晰闡述和關鍵技術的剖析，避免瞭對既有成熟技術的重復介紹，而是聚焦於那些正在重塑行業格局的“新話題”。 全書分為五大部分，共十六章，內容涵蓋瞭當前光電領域最受關注和最具潛力的新興方嚮。 --- 第一部分：超快光學與非綫性現象的新疆域 本部分重點探討瞭在超短脈衝激光與物質相互作用、高次諧波産生（HHG）以及新型非綫性介質設計方麵的最新研究成果。 第一章：飛秒與阿秒脈衝的産生與操控 本章深入分析瞭先進的光學頻率梳技術（Optical Frequency Combs）在超快光譜學中的應用擴展，尤其關注如何利用拓撲絕緣體和二維材料實現更穩定、更高重復頻率的飛秒激光器設計。同時，詳細闡述瞭阿秒脈衝在實時觀測電子動力學中的關鍵作用，包括其在 attosecond streaking 和 reconstruction of attosecond harmonic beating (RABBIT) 等技術中的最新優化方案。討論瞭相乾控製理論在引導非綫性過程中的最新進展，特彆是如何通過精確調控激光場的電場形狀來選擇性激發特定的量子態。 第二章：新穎的非綫性光學材料與超材料 本章聚焦於超越傳統晶體材料的非綫性響應。詳細介紹瞭具有高二階或三階非綫性係數的二維過渡金屬硫化物（TMDs，如 $ ext{MoS}_2, ext{WSe}_2$）的製備、錶徵及其在頻率轉換中的潛力。深入剖析瞭負摺射率材料（Metamaterials）和超錶麵（Metasurfaces）在增強局部電磁場強度、實現超低閾值非綫性效應方麵的最新設計原理和製造工藝，特彆是其在片上集成非綫性光學元件中的應用前景。 --- 第二部分：光子集成與量子光學前沿 本部分關注將復雜光學功能微型化、集成化的最新趨勢，以及量子信息處理在光電係統中的實際部署。 第三章：矽光子學的高級異質集成技術 本章不再局限於基礎的矽基波導結構，而是側重於如何實現不同材料（如 III-V族半導體、鈮酸鋰）與矽平颱的高效、低損耗集成。詳細探討瞭鍵閤技術（Bonding Techniques）和異質材料的直接生長技術在激光器、調製器和探測器集成中的最新突破。重點分析瞭如何利用矽光子平颱實現高調製帶寬的相乾光通信係統，包括對噪聲抑製和色散補償的先進方法。 第四章：集成光量子計算架構 本章深入探討瞭基於集成光子芯片的量子計算平颱。討論瞭單光子源（如量子點、缺陷中心）在片上集成中的耦閤效率優化策略。詳細分析瞭綫性光學量子計算（LOQC）的最新拓撲結構，包括如何利用 Mach-Zehnder 乾涉儀陣列實現高保真度的量子門操作。此外，還涵蓋瞭量子存儲器與光子電路接口技術的最新進展。 第五章：拓撲光子學與無損傳輸 本章介紹瞭拓撲理論在光波導設計中的應用，重點闡述瞭如何設計具有拓撲保護的邊緣態，以實現對缺陷和散射的免疫能力。詳細分析瞭光子晶體和非厄米係統在産生拓撲非互易傳輸中的作用，以及這些結構在構建抗乾擾光通信和傳感網絡中的潛在價值。 --- 第三部分：先進光電探測與成像技術 本部分聚焦於如何突破傳統探測器的性能瓶頸，實現更高靈敏度、更寬光譜範圍和更高空間分辨率的成像與測量。 第六章：超靈敏光電探測器的創新設計 本章側重於量子極限附近的探測技術。詳細介紹瞭基於單光子雪崩二極管（SPAD）陣列的先進讀齣電路設計，以及如何通過噪聲抑製算法提高其信噪比。特彆關注瞭新型低維材料（如鈣鈦礦、量子點）在紅外和太赫茲波段光電探測中的應用，分析瞭它們在高效率光電轉換方麵的機理優勢。 第七章：計算成像與深度學習的融閤 本章探討瞭如何利用計算方法顯著提升傳統光學係統的能力。詳細介紹瞭壓縮感知（Compressed Sensing）在低光照或高動態範圍成像中的具體實現，以及基於深度捲積神經網絡（CNN）的盲反捲積和散射介質成像算法。重點展示瞭如何利用深度學習模型進行光譜信息的高效重建和三維場景的實時建模。 第八章：太赫茲波段的光電生成與檢測 本章針對太赫茲（THz）波段的“真空區”問題，探討瞭基於超快激光泵浦的等離子體發射源和基於光電導天綫（PCDA）的優化。著重分析瞭利用光電導材料的錶麵等離激元共振來增強太赫茲輻射效率的方法，以及在成像和光譜學中解決探測器帶寬限製的最新策略。 --- 第四部分：新型光電材料與能源轉化 本部分探討瞭在光電能量轉換和存儲領域中，新材料帶來的革命性潛力。 第九章：高性能光伏器件的界麵工程 本章不再關注傳統的矽電池，而是深入研究鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的穩定性和效率瓶頸。詳細剖析瞭界麵缺陷鈍化技術，特彆是新型有機/無機混閤鈍化劑對電荷遷移率和長期穩定性的影響。討論瞭串聯電池結構中中間層材料的選擇與優化，以實現超過理論極限的光電轉換效率。 第十章：光催化與人工光閤作用的新型催化劑 本章關注如何利用太陽能驅動化學反應。係統介紹瞭基於半導體納米結構（如 $ ext{g-C}_3 ext{N}_4$ 復閤材料、量子點）的可見光催化劑設計原理。重點討論瞭如何通過錶麵等離激元共振效應增強光吸收和電荷分離效率，以優化 $ ext{CO}_2$ 還原和水分解製氫的反應路徑。 第十一章：電緻發光器件的效率極限探索 本章分析瞭新一代有機發光二極管（OLED）和量子點發光二極管（QLED）的設計。重點探討瞭熱激活延遲熒光（TADF）材料和超熒光（Hyperfluorescence）機製如何突破傳統斯托剋斯限製，實現接近100%的內量子效率。討論瞭如何通過精確控製電荷注入層和傳輸層的能級結構來減少能量損失。 --- 第五部分：光場調控與精密測量 本部分關注如何對光場進行幾何和物理特性的極端操控，以及這些技術在精密測量中的應用。 第十二章：可編程光場調控的實時性挑戰 本章深入研究瞭基於空間光調製器（SLM）和可編程光超錶麵（LCSMs）的實時光場塑造技術。討論瞭如何設計高效的驅動算法和硬件架構，以實現每秒數韆幀的相位和振幅調製。應用案例包括實時全息顯示和動態聚焦光學鑷子。 第十三章：微納尺度下的光場錶徵 本章介紹瞭突破衍射極限的光場近場成像技術。詳細闡述瞭散射近場掃描光學顯微鏡（s-SNOM）在高空間分辨率下分析材料的介電常數和錶麵等離激元分布的最新進展。同時，討論瞭基於拉曼散射和四波混頻的非綫性光譜技術如何用於錶徵微納結構的光譜響應。 第十四章：新型量子計量學與傳感 本章關注利用量子特性提高測量精度。重點介紹瞭基於糾纏光子對的超靈敏度乾涉測量技術，及其在引力波探測和精密重力測量中的應用潛力。詳細分析瞭利用金剛石色心（NV Centers）實現高靈敏度、高空間分辨率的磁場和溫度傳感的技術細節，尤其是在生物醫學成像中的應用。 第十五章：光子學中的人工智能輔助設計（AI-Assisted Photonics Design） 本章探討瞭生成對抗網絡（GANs）和強化學習在加速復雜光電器件（如寬帶完美吸收體、多功能超錶麵）參數優化中的應用。分析瞭如何利用數據驅動的方法快速收斂到傳統迭代方法難以達到的最優解空間。 第十六章：光場在生物組織中的深度穿透與成像 本章關注解決生物光子學中的核心難題：光在散射介質中的傳播問題。詳細介紹瞭散射補償算法，如時間門控成像和基於深度學習的去捲積方法。探討瞭在近紅外和可見光窗口利用新型熒光探針實現深層組織高對比度活體成像的新策略。 --- 本書的每一章節均由領域內的資深專傢撰寫或審閱，確保瞭內容的權威性和前瞻性。它不是一本基礎教材的簡單更新，而是對那些正在構建未來光電子世界的“新議題”的深度聚焦與係統梳理。

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