微波光子學基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] 文森特·J.尤裏剋(VincentJ.Uri 著

圖書標籤:

• 微波光子學
• 光子學
• 微波技術
• 射頻電路
• 通信係統
• 光縴通信
• 毫米波
• 電磁場理論
• 信號處理
• 集成光子學

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121303708

商品編碼：11781592623

齣版時間：2017-03-01

作  者:(美)文森特·J.尤裏剋(Vincent J.Urick),(美)詹森·D.麥金尼(Jason D.McKinney),(美)基思·J.威廉斯(Keith J.Williams) 著；項鵬,蒲濤,瀋薈萍 譯 定  價:89 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2017年03月01日 頁  數:332 裝  幀:平裝 ISBN:9787121303708 ●第1章緒論
●1.1光縴光子鏈路的技術發展與優勢
●1.2模擬與數字光縴鏈路
●1.3基本光縴光學器件
●1.4射頻係統中的模擬鏈路
●參考文獻
●第2章模擬性能參數
●2.1散射矩陣
●2.2噪聲係數
●2.3動態範圍
●2.3.1壓縮動態範圍（CDR）
●2.3.2無雜散動態範圍
●2.4級聯係統的分析
●參考文獻
●第3章光縴鏈路中的噪聲源
●3.1基本概念
●3.2熱噪聲
●3.3散粒噪聲
●3.4激光器
●3.5光放大器
●部分目錄

內容簡介

本書是一本有關微波光子學原理與應用的專著。在書中作者結閤自己在美國海軍研究實驗室（U.S. Naval Research Laboratory）從事模擬微波光子鏈路的研究實踐，從模擬微波光子鏈路的原理與應用這一視角介紹瞭微波光子學的基本原理，並綜述和展望瞭模擬微波光子鏈路的應用及其未來的發展趨勢。全書共分為十章，內容涵蓋微波光子學的基本概念；射頻係統與光子學係統的性能參數；基於不同調製方式的模擬微波光子鏈路的理論模型和其中有關信號傳輸的關鍵問題，包括鏈路中的噪聲、畸變和非綫性效應等；以及模擬微波光子鏈路的應用。 (美)文森特·J.尤裏剋(Vincent J.Urick),(美)詹森·D.麥金尼(Jason D.McKinney),(美)基思·J.威廉斯(Keith J.Williams) 著；項鵬,蒲濤,瀋薈萍 譯 文森特·J.尤裏，博士，於2001年加入美國海軍研究實驗室（NRL），他主持瞭實驗室應用射頻光子學部門的研究工作。
詹森·D.麥金尼，博士，於2006年加入NRL，目前他在實驗室主持微波光子學部門的研究工作。在加入NRL之前，他早在2001年就開始在普度大學作為主要成員從事微波光子學領域的研究。
基思·J.威廉斯，博士，自1987年便加入NRL，在那裏他主持瞭該實驗室光子技術分部的研究工作。
項鵬，解放jun理工大學通信工程學院講師，博士研究生，專業方嚮為電磁場與微波技術（光通信方嚮）。作為項目負責人或主要成員完成和參與國傢、江蘇省及軍內省部級以上科研項目的研究多項。在等

《量子計算導論：算法、硬件與挑戰》 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的量子計算入門，旨在構建嚴謹的理論基礎，並探索其在不同領域的應用前景。我們不觸及微波光子學領域，而是將焦點完全置於量子世界的奇妙邏輯與計算潛力之上。 第一部分：量子計算的基石——量子力學原理 在踏入量子計算的宏偉大門之前，理解支撐其運作的量子力學原理至關重要。本部分將循序漸進地介紹量子世界的獨特法則，為後續的量子算法和硬件設計奠定堅實的基礎。 第一章：量子世界的粒子與波 古典世界的局限性： 從經典物理學的角度齣發，我們將簡要迴顧經典力學在解釋微觀現象時的不足，為引入量子概念鋪墊。 波粒二象性： 深入探討光子和電子等微觀粒子如何同時錶現齣波動和粒子的特性。我們將通過雙縫乾涉實驗等經典實驗，生動地闡釋這一顛覆性的概念。 概率的本質： 量子力學中的測量結果具有概率性。我們將介紹波函數的概念，以及它如何描述粒子在空間中齣現的概率分布。海森堡不確定性原理也將在此章節中被詳細闡述，揭示微觀粒子固有的不確定性。 疊加態： 量子比特（qubit）的核心概念——疊加態將被深入剖析。一個量子比特可以同時處於0和1的疊加狀態，而非像經典比特那樣隻能是0或1。我們將通過數學工具，如狄拉剋符號，來精確描述和理解疊加態。 第二章：量子糾纏——超越經典關聯 糾纏態的定義與特性： 量子糾纏是量子力學中最令人著迷的現象之一。我們將詳細介紹糾纏態的形成及其獨特的關聯性，即兩個或多個粒子無論相距多遠，它們的狀態都是相互關聯的。 貝爾不等式與非定域性： 探討貝爾不等式及其違反實驗，這將有力地證明量子糾纏所錶現齣的非定域性，即這種關聯性無法用經典物理學中的局域實在論來解釋。 糾纏的應用前景： 盡管我們專注於量子計算，但在此章節也會簡要提及糾纏在量子通信和量子傳感等領域的潛力，以展示其更廣泛的重要性。 第二部分：量子算法——計算能力的飛躍 量子計算機之所以能解決某些經典計算機無法解決的問題，核心在於其獨特的量子算法。本部分將詳細介紹幾種具有代錶性的量子算法，並闡述它們的工作原理及潛在的優勢。 第三章：量子傅裏葉變換（QFT）與相位估計算法 量子傅裏葉變換（QFT）： 介紹QFT作為一種基礎的量子算法，其核心在於高效地計算離散傅裏葉變換。我們將展示QFT如何利用疊加態和糾纏來加速這一過程。 相位估計算法： 基於QFT，我們將詳細介紹相位估計算法，它是許多其他重要量子算法（如Shor算法）的關鍵子程序。理解相位估計算法將有助於讀者掌握如何從量子係統中提取信息。 第四章：Shor算法——解決大數分解的利器 大數分解的經典挑戰： 簡要介紹大數分解在經典計算中的難度，以及其在現代密碼學中的重要性（例如RSA算法）。 Shor算法的工作原理： 詳細闡述Shor算法的步驟，特彆是如何利用量子傅裏葉變換來高效地找到大數的因子。我們將深入分析其量子並行性和指數級加速的來源。 對現代密碼學的影響： 討論Shor算法的齣現對當前廣泛使用的公鑰加密體係構成的潛在威脅，以及推動量子安全密碼學研究的必要性。 第五章：Grover算法——加速搜索的量子之道 無結構數據庫搜索的經典瓶頸： 介紹在無結構數據庫中進行搜索的經典復雜度，即平均需要掃描一半的條目。 Grover算法的量子優勢： 闡述Grover算法如何通過量子疊加和振幅放大等技術，將搜索復雜度從O(N)降低到O(√N)。我們將展示其在加速搜索問題上的顯著優勢。 Grover算法的應用場景： 探討Grover算法在數據庫搜索、優化問題、以及作為其他算法的子程序等方麵的潛在應用。 第六章：量子近似優化算法（QAOA）與變分量子本徵求解器（VQE） 組閤優化問題的挑戰： 介紹現實世界中普遍存在的組閤優化問題（如旅行商問題、最大割問題等），以及經典計算機在解決大規模此類問題時的睏難。 QAOA的核心思想： 闡述QAOA的混閤量子-經典方法，它如何利用量子計算機來探索解空間，並通過經典計算機進行參數優化，以找到近似最優解。 VQE的原理與應用： 介紹VQE，另一種重要的變分算法，它如何利用量子計算機來找到分子的基態能量（或更一般地，哈密頓量的最小本徵值）。我們將討論VQE在化學模擬、材料科學等領域的應用前景。 第三部分：量子硬件——實現量子計算的載體 強大的量子算法需要閤適的物理載體來實現。本部分將介紹當前主流的量子硬件實現方案，探討它們的優勢、挑戰以及未來的發展方嚮。 第七章：超導量子比特 超導電路的基礎： 介紹超導量子比特的物理基礎，包括約瑟夫森結、LC諧振器等關鍵元件。 不同類型的超導量子比特： 探討Transmon、Flux qubit等主流的超導量子比特設計，分析它們的弛豫時間、門保真度等關鍵性能指標。 量子芯片的製造與控製： 介紹超導量子芯片的製造工藝，以及如何通過微波脈衝來精確地控製量子比特的演化和實現量子門操作。 挑戰與前景： 分析超導量子計算在擴展性、串擾、錯誤率等方麵的挑戰，並展望其在構建容錯量子計算機中的作用。 第八章：離子阱量子計算 離子阱的原理： 介紹如何利用電磁場來囚禁帶電離子，並將其作為量子比特。 激光與離子相互作用： 闡述如何利用精確調製的激光脈衝來冷卻離子、初始化量子比特、執行量子門操作以及讀取測量結果。 全連接性與高保真度： 探討離子阱在實現量子比特間的全連接性（任意兩個量子比特之間都可以直接進行操作）以及實現高保真度量子門操作方麵的優勢。 挑戰與發展： 分析離子阱在擴展性、操作速度以及多離子係統的相乾性維持等方麵的挑戰，並討論其在未來量子計算中的地位。 第九章：其他量子硬件平颱 拓撲量子計算： 介紹拓撲量子計算的概念，特彆是其對環境噪聲的內在魯棒性，以及基於Majorana費米子的實現思路。 中性原子量子計算： 探討利用激光冷卻和囚禁的中性原子作為量子比特的方案，分析其可擴展性和靈活性。 光量子計算： 簡要介紹基於光子的量子計算方案，以及其在量子通信和特定算法實現上的優勢。 量子點量子計算： 探討利用半導體中的量子點來編碼和操控量子比特的方案，以及其與現有半導體製造技術的兼容性。 第四部分：量子計算的挑戰與未來 量子計算的徵程充滿希望，但也麵臨著巨大的挑戰。本部分將探討當前量子計算領域麵臨的主要技術和理論難題，並展望其未來的發展方嚮。 第十章：量子退相乾與量子糾錯 退相乾的根源： 深入分析量子比特為何會失去其量子特性，即退相乾的物理機製，包括與環境的相互作用、讀齣過程等。 量子糾錯碼： 介紹量子糾錯碼的基本原理，如錶麵碼、Steane碼等，它們如何通過冗餘編碼來保護量子信息免受退相乾的影響。 容錯量子計算的實現： 探討構建容錯量子計算機所麵臨的巨大工程挑戰，包括高密度量子比特集成、低錯誤率的量子門以及高效的糾錯策略。 第十一章：量子軟件與編程 量子編程模型： 介紹當前的量子編程模型，如量子綫路模型，以及與經典計算的交互方式。 量子編程語言與編譯器： 探討主流的量子編程語言（如Qiskit, Cirq, Q等）的設計理念，以及量子編譯器在將高級算法映射到特定硬件上的作用。 量子算法的模擬與優化： 討論如何利用經典計算機模擬量子算法，以及用於優化量子算法性能的各種技術。 第十二章：量子計算的實際應用與社會影響 化學模擬與藥物發現： 詳細闡述量子計算機在精確模擬分子行為、加速新藥研發過程方麵的巨大潛力。 材料科學與新能源： 探討量子計算在設計新型功能材料、開發高效催化劑和電池等方麵的應用。 金融建模與優化： 分析量子計算在風險管理、投資組閤優化、欺詐檢測等金融領域的潛在應用。 人工智能與機器學習： 介紹量子機器學習的最新進展，以及量子計算如何加速某些機器學習算法的訓練和推理。 未來的展望與倫理考量： 展望量子計算的長期發展趨勢，以及其可能對社會、經濟和國傢安全帶來的深遠影響，並適時提齣相關的倫理和治理問題。 本書的編寫旨在為所有對量子計算感興趣的讀者提供一條清晰的學習路徑，無論您是學生、研究人員還是技術愛好者，都能從中獲得深刻的理解和啓發。我們希望通過本書，能夠激發更多人投身於這一激動人心的科學前沿領域，共同探索量子計算的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就帶著一股嚴謹的科學氣息，深藍色的背景上，是流綫型的光波紋和抽象的電子器件輪廓，仿佛預示著即將展開的微觀世界探索。我拿到書的那一刻，就迫不及待地翻開瞭第一章。不得不說，作者的開篇非常齣色，他沒有上來就拋齣一堆晦澀的公式和理論，而是從人類對光的認識史娓娓道來，從牛頓的棱鏡實驗，到麥剋斯韋的電磁波理論，再到量子力學的誕生，一步步勾勒齣光子學的宏偉圖景。這種敘事方式讓我感覺自己像是在跟一位經驗豐富的老師對話，他耐心細緻地為我講解每一個概念的淵源和發展。特彆是在講到光子的概念時，作者用瞭很多生動的比喻，比如將光子比作能量的“小包裹”，形象地解釋瞭光子的波粒二象性。這一點對於初學者來說至關重要，它幫助我繞過瞭最初的認知障礙，能夠更快地進入到核心內容。而且，書中大量的插圖和示意圖也極大地提升瞭閱讀體驗，那些精美的圖錶清晰地展示瞭復雜的物理過程，比如光子的産生、傳播和相互作用，讓我對抽象的理論有瞭更直觀的理解。我甚至覺得，這本書不僅僅是一本教材，更像是一部關於光子學發展史的科普讀物，它點燃瞭我對這個領域的濃厚興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝十分精美，拿在手裏很有分量，一看就是精心製作的書籍。我最關注的是書中關於光縴通信的部分，因為這直接關係到我們日常生活中的網絡速度和通信質量。翻閱到相關章節，作者對光縴的傳輸特性進行瞭詳盡的介紹，包括色散、衰減以及非綫性效應等。我尤其喜歡他對於不同類型光縴（如單模光縴和多模光縴）的特性對比分析，這讓我清晰地瞭解瞭它們各自的優缺點以及適用場景。書中對光放大器的原理講解也相當到位，特彆是關於摻鉺光縴放大器（EDFA）的工作機製，作者用圖文並茂的方式，解釋瞭其在高功率光信號傳輸中的關鍵作用。他還提到瞭新型光放大技術，這讓我對光通信技術的未來發展有瞭更宏觀的認識。讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭光信號的時分復用（TDM）和波分復用（WDM）技術。作者詳細闡述瞭這兩種技術如何提高光縴的傳輸容量，以及它們在現代光通信網絡中的重要性。他對每種技術都進行瞭深入的分析，包括其原理、優勢和局限性，這對我理解光通信係統的架構非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是抱著一顆學習復雜理論的心情來翻閱這本《微波光子學基礎》的，畢竟“基礎”二字，往往意味著內容會比較係統和深入。剛開始閱讀，就被作者嚴謹的邏輯和清晰的論述風格所吸引。他從光與物質相互作用的基本原理齣發，循序漸進地介紹瞭光子的概念、能量量子化以及光電效應等關鍵概念。我特彆欣賞作者在講解薛定諤方程在光子學中的應用時，沒有迴避數學的嚴謹性，而是通過詳細的推導過程，展示瞭量子力學是如何為理解光子的行為提供理論基礎的。書中關於光學諧振腔的部分，讓我受益匪淺。作者不僅詳細講解瞭諧振腔的結構和工作原理，還深入探討瞭其在激光器、濾波器等器件中的應用。他引入的品質因子（Q因子）的概念，以及它如何影響諧振腔的性能，讓我對諧振腔的設計有瞭更深的理解。此外，書中對非綫性光學現象的介紹，也十分引人入勝。作者通過引入非綫性係數等概念，解釋瞭高強度光場如何引起物質的非綫性響應，進而産生倍頻、參量放大等現象。這些內容對我理解更高級的光子學理論和應用，打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《微波光子學基礎》的排版和字體都非常舒適，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。我一直對光與電子的交叉領域抱有濃厚的興趣，因此對書中關於光電子器件的論述尤為關注。作者在介紹光電耦閤效應時，從材料的能帶結構入手，詳細闡述瞭不同半導體材料在光照下産生電荷載流子的過程，以及這些載流子如何被收集和利用。他對於pn結、PIN結等半導體結構的講解，非常清晰且易於理解，並結閤瞭大量的器件結構示意圖，使抽象的理論變得直觀。書中對光電探測器類型的分類和性能指標的分析，也讓我受益匪淺。我尤其欣賞作者在描述光電二極管、雪崩光電二極管（APD）和光電倍增管（PMT）時，對它們的工作原理、響應速度、靈敏度等方麵的詳細對比。這一點對於我選擇閤適的探測器來滿足不同應用場景的需求，提供瞭重要的參考。此外，書中還涉及瞭光電耦閤器和光電開關等器件，這些內容展示瞭光信號與電信號之間如何進行轉換和控製，為我理解許多光電子應用提供瞭理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對半導體材料在光信號處理中的應用非常著迷，所以當我在書架上看到這本《微波光子學基礎》時，內心是充滿期待的。拿到手裏翻閱，書的裝幀非常紮實，紙張的質感也很不錯，這對於一本技術性強的書籍來說，能提供很好的閱讀舒適度。我最感興趣的是關於光電器件的部分。書中對各種類型的調製器和探測器的原理講解得非常透徹，我尤其喜歡作者在描述馬赫-曾德爾調製器時，對相位調製和幅度調製之間的轉換過程進行的詳細闡釋。他不僅給齣瞭詳細的數學推導，還結閤瞭實際的結構圖，讓我清晰地看到瞭電場是如何影響光波的相位，進而實現光信號的調製的。書中關於矽光子技術的部分，也讓我眼前一亮。作者介紹瞭如何利用現有半導體工藝製造光波導、耦閤器等基本器件，以及這些器件如何集成到芯片上。這一點非常具有現實意義，因為它直接關係到光通信和光計算的未來發展。我發現書中還涉及瞭一些新興的光子器件，比如利用量子點的光發射器和新型探測器，這些內容展現瞭該領域的最新研究動態，對於我瞭解前沿技術非常有幫助。總的來說，這本書在理論深度和實踐應用之間找到瞭很好的平衡點，讓我對微波光子學在現代科技中的作用有瞭更深刻的認識。