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武保剑 著

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564714291

商品编码：29575127939

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名：微波磁光理论与磁光信号处理

定价：50.00元

作者：武保剑

出版社：电子科技大学出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787564714291

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书研究基于微波静磁波的磁光耦合理论及其在磁光信号处理中的应用，属于磁光学与微波光电子学的交叉领域。全书分为l0章。章绪论，概述了微波磁光学的内涵及相关基础知识。第2章至第’5章是微波静磁波对导波光的衍射理论，包括静磁波的激发与传播、倾斜偏置磁场与不均匀偏置磁场中静磁波对导波光的Bra99衍射、多层磁光薄膜波导中静磁波与导波光的耦合方程等，涉及了三种有效提高磁光Bra99衍射效率的方法。第6章至第8章将微波磁光效应引入光信息处理领域，实现微波信号的磁光处理，即磁光频谱分析、磁光相关处理、磁光脉冲调制与压缩等。第9章和0章是磁光周期波导结构(一维磁光子晶体和磁光光纤光栅)在现代光信号处理中的潜在应用特点。
　　本书适用于大专院校光学工程、凝聚态物理、磁性材料与器件等专业的研究生，也可供从事磁光器件、微波光电子、光信号处理、光纤通信等方面研究的科研人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《微波磁光理论与磁光信号处理》 概述： 本书是一部深入探讨微波频率范围内磁光现象及其在信号处理领域应用的学术专著。全书围绕磁光效应的核心原理，由浅入深地阐述了磁光材料的微波响应特性、微波磁光器件的设计与性能分析，以及基于磁光效应的新型信号处理技术。本书不仅梳理了磁光理论在微波频段的最新发展，也着力于展示其在实际工程应用中的巨大潜力，旨在为从事微波、光电子、材料科学及相关工程领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供系统性的理论指导和技术参考。 详细内容： 第一部分：微波磁光理论基础 本部分将详细介绍微波磁光现象的理论基石，为后续深入理解器件和应用奠定坚实基础。 第一章：电磁波与物质的相互作用 1.1 电磁波的基本性质： 回顾麦克斯韦方程组在微波频段的适用性，介绍电磁波的传播、反射、折射、衍射等基本传播特性，以及波长、频率、波速、相位等关键参数。 1.2 物质的介电响应： 阐述介质的电极化机理，包括电子极化、原子极化、偶极极化和空间电荷极化，引入介电常数、损耗角正切等描述介质电响应的关键参数，并探讨其频率依赖性。 1.3 物质的磁响应： 深入分析磁性材料的磁化过程，区分抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性材料的微观磁特性。引入磁导率、磁损耗等参数，并讨论其在微波频率下的行为，如磁畴壁运动、自旋共振等。 1.4 磁光效应的宏观表现： 介绍法拉第效应、磁致旋光效应、磁致双折射等经典磁光效应，并从宏观角度解释其产生的原因，即磁场对外加电磁场与物质相互作用的影响。 第二章：微波频段的磁光效应 2.1 磁性材料在微波下的介电和磁响应： 重点分析铁氧体、磁致伸缩材料等在微波频段的特殊电磁响应。讨论磁畴共振（FMR）和反磁共振（AFMR）等现象，以及它们如何影响材料的复介电常数和复磁导率。 2.2 磁光效应在微波频段的理论描述： 建立微波磁光效应的数学模型。推导在微波电磁场作用下，磁性材料的介电张量和磁导率张量，重点分析磁场诱导的介电常数和磁导率的非对角线分量，这些分量是产生磁光效应的根源。 2.3 法拉第效应在微波频段的深入分析： 详细推导微波法拉第旋转角与材料参数、微波频率、磁场强度等的关系。探讨不同晶体结构和成分的铁氧体材料在法拉第效应上的差异。 2.4 磁致旋光效应与磁致双折射： 分析磁场对微波传播的偏振状态的影响，包括线偏振光分解为左旋圆偏振和右旋圆偏振，以及线偏振光发生旋转。研究磁致双折射在微波波段的表现，即不同偏振方向的电磁波在磁性材料中传播速度不同。 2.5 磁光效应的频率与磁场依赖性： 系统分析微波法拉第旋转角、损耗等随频率和偏置磁场的变化规律。研究共振增强效应以及其在优化器件性能中的应用。 第二部分：微波磁光器件的设计与分析 本部分将聚焦于将微波磁光理论应用于实际器件的设计与制造。 第三章：微波磁光材料 3.1 铁氧体材料： 深入介绍各种类型铁氧体材料（如YIG, GGG, 钇铁石榴石等）的微波磁性能，包括饱和磁化强度、磁晶各向异性场、阻尼系数等。分析其微波损耗、法拉第旋转能力以及在不同温度下的稳定性。 3.2 其他磁性材料： 探讨金属磁性材料、磁性纳米材料等在微波磁光领域的应用潜力。分析其微波特性与铁氧体材料的异同，以及在特定应用场景下的优势。 3.3 材料制备与微结构调控： 介绍薄膜、块体等不同形貌的磁性材料的制备技术，如化学气相沉积（CVD）、溅射、固相反应法等。重点讨论如何通过控制材料的化学成分、晶体结构、晶粒尺寸、缺陷密度等微观结构来优化其微波磁光性能。 3.4 材料的损耗机制与抑制： 分析微波频段材料损耗的主要来源，如磁畴壁运动损耗、自旋共振损耗、晶格损耗、缺陷散射损耗等。提出抑制损耗的策略，如优化材料成分、精细控制微结构、采用复合材料等。 第四章：微波磁光器件的结构与原理 4.1 微波法拉第旋转器： 详细介绍基于法拉第效应的微波法拉第旋转器的结构，包括波导、磁性材料柱、偏置磁场源等。分析旋转器的工作原理，并推导其插入损耗、隔离度、回波损耗等关键性能参数的计算公式。 4.2 微波隔离器： 讲解微波隔离器的工作机理，即利用非互易性来阻止电磁波反向传播。分析不同类型的隔离器（如法拉第隔离器、铁氧体隔离器）的结构设计与性能优化。 4.3 微波环形器： 介绍微波环形器的基本结构和三端口（或四端口）工作原理。分析其在不同端口的信号分配与耦合特性，以及在多功能微波系统中扮演的角色。 4.4 微波变频器与调制器： 探讨如何利用磁光效应实现微波信号的变频和调制。介绍基于磁性材料的非线性效应和电光效应在变频与调制器设计中的应用。 4.5 微波开关与滤波器： 分析如何设计可调谐的微波开关和滤波器。讲解通过改变外加磁场来调控磁性材料的电磁参数，进而实现对微波信号的开关和滤波功能。 第五章：微波磁光器件的性能分析与优化 5.1 数值仿真方法： 介绍常用的数值仿真软件和方法（如有限元法、时域有限差分法等）在微波磁光器件设计中的应用。展示如何通过仿真来预测器件的性能并指导优化设计。 5.2 关键性能参数的提取与测量： 详细介绍用于表征微波磁光器件的关键参数的测量方法，如矢量网络分析仪（VNA）在测量插入损耗、回波损耗、隔离度等方面的应用。 5.3 损耗抑制与带宽拓展： 提出进一步优化器件性能的策略，包括降低材料损耗、优化器件结构以减小模式失配、采用宽带匹配技术等。 5.4 新型微波磁光器件的探索： 介绍当前在微波磁光器件领域的前沿研究方向，如小型化、集成化、高功率、宽带化等。 第三部分：微波磁光信号处理技术 本部分将重点阐述基于微波磁光效应的信号处理新方法与新应用。 第六章：磁光效应在信号处理中的基本原理 6.1 非互易性信号处理： 深入分析磁光效应产生的非互易性在信号隔离、定向传输等方面的应用。例如，隔离器实现单向传输，用于防止信号反射引起的系统不稳定。 6.2 调控与滤波功能： 讲解如何通过精确控制偏置磁场和微波信号的频率，利用磁性材料的频率选择性和场调控特性，实现对微波信号的动态调谐和滤波。 6.3 信号分离与合路： 介绍如何利用环形器等器件，基于磁光效应实现微波信号在不同端口的分离与合路，这对于多功能雷达、通信系统至关重要。 6.4 信号的时域与频域特性分析： 探讨磁光效应如何影响信号的时域波形和频域频谱，为信号的解调、识别提供新的途径。 第七章：基于磁光效应的信号处理应用 7.1 微波通信系统中的应用： 介绍隔离器、环形器、开关等磁光器件在基站、终端设备、卫星通信等领域的应用。探讨其在提高系统效率、降低噪声、实现信号分路复用等方面的作用。 7.2 雷达系统中的应用： 重点阐述磁光器件在雷达收发模块、信号处理单元中的应用。例如，利用隔离器保护敏感的接收机，利用可调谐滤波器实现目标信号的精确锁定和杂波抑制。 7.3 电子对抗与侦察： 分析磁光器件在电子侦察、干扰和欺骗等电子对抗技术中的应用潜力。 7.4 新型传感器与探测器： 探讨利用磁光效应开发新型微波传感器，用于探测磁场、温度、应力等物理量，以及开发高灵敏度的微波信号探测器。 7.5 集成化与微型化信号处理： 展望将微波磁光器件与微电子、微光电子技术相结合，实现高性能、小型化、低功耗的微波信号处理模块。 第八章：未来发展趋势与挑战 8.1 新型磁光材料的开发： 探讨对具有更优异微波磁光性能（如更低损耗、更强法拉第旋转、更宽工作频带、更高功率承受能力）的新型磁性材料的研发需求。 8.2 微波光子集成： 展望将微波磁光器件与光子集成技术相结合，实现微波与光信号的无缝转换与高效处理，推动微波光子学的进一步发展。 8.3 人工智能与机器学习在磁光器件设计中的应用： 探讨如何利用人工智能和机器学习技术来加速磁光器件的设计和优化过程，预测材料性能，提升器件的智能化水平。 8.4 功率处理能力与可靠性： 分析当前微波磁光器件在高功率工作下的性能限制和可靠性问题，并提出相应的解决方案。 8.5 成本与可制造性： 探讨降低磁光器件生产成本，提高其工业化生产的可行性。 结论： 《微波磁光理论与磁光信号处理》旨在全面梳理微波磁光领域的理论基础、器件设计、性能分析以及前沿应用。本书力求理论与实践相结合，为相关领域的研究者提供一个系统深入的学习平台，并为推动微波磁光技术在通信、雷达、电子信息等领域的进一步发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的篇幅确实相当可观，每一页都蕴含着丰富的知识。作者对于细节的把握可谓是精益求精，对于一些容易混淆的概念，他会不厌其烦地进行区分和对比，力求做到精准无误。即使是对于那些非专业背景的读者，只要具备一定的数理基础，也能从中获益良多。书中出现的许多图示，都经过了精心设计，能够非常形象地展现出复杂的物理过程和数学关系，这对于我这种视觉型学习者来说，帮助尤为巨大。总的来说，这本书不仅是一本学术专著，更像是一本能够伴随读者不断成长和进步的宝贵工具书，它的价值远远超出了书本本身的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常考究，封面采用了一种深邃的蓝色，搭配烫银的字体，在光线下泛着迷人的光泽，一眼望去便能感受到一种专业而严谨的学术氛围。书脊的处理也很到位，即使是厚重的精装本，也便于在书架上取阅，文字清晰，不会轻易磨损。拿到手里，就能感受到纸张的质感，厚实而富有韧性，印刷的字迹清晰锐利，没有丝毫的晕染或模糊，阅读起来眼睛不易疲劳。每页的排版布局也十分合理，章节标题醒目，段落划分清晰，使得信息能够一目了然。特别是书中插入的一些插图和图表，色彩鲜艳，线条流畅，无论是原理示意图还是实验结果展示，都清晰地勾勒出复杂的概念，大大增强了理解的直观性。即使不深入阅读内容，单单从这本书的外在呈现来看，就足以让人对其内部的知识价值产生强烈的期待，仿佛一本珍贵的藏品，让人爱不释手，迫不及待地想翻开探索其中的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，更像是在进行一场知识的探索之旅。作者的叙述方式并非枯燥的堆砌，而是充满了引导性和启发性。在介绍某个理论模型时，他常常会先提出一个待解决的问题，或者引用一个前人的研究成果，然后引导读者一同思考，逐步揭示出理论的提出过程和精妙之处。这种“带着走”的阅读体验，让我感觉自己不仅仅是被动接受知识，而是在积极地参与到知识的构建过程中。书中对于一些争议性问题或前沿研究方向的讨论，也体现了作者的深度思考和开放态度，他不会简单地给出结论，而是会列举不同的观点，分析其优劣，并提出自己的见解，这对于培养批判性思维非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容对我来说，简直就是一片广阔的知识海洋。它深入浅出地讲解了微波磁光领域的一些核心理论，从基本的物理机制，到复杂的理论模型，再到具体的应用技术，都进行了详尽的阐述。其中关于磁光效应的原理分析，以及如何将其应用于信号的调制、解调、探测等方面，都描绘得细致入微。我特别关注了书中关于信号处理的部分，其中提到的各种算法和技术，比如滤波、增强、识别等，都与我实际工作中遇到的问题息息相关。作者不仅介绍了这些技术的理论基础，还给出了相应的数学模型和实现思路，这对我解决实际工程难题提供了宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格堪称典范，作者在阐述复杂概念时，能够恰到好处地运用严谨的学术术语，同时又兼顾了逻辑的清晰和表达的流畅。我尤其欣赏其中对某些关键理论的解释，往往是先从最基础的物理原理入手，层层递进，逐步引入更深层次的理论框架，使得即使是初学者也能跟随作者的思路，逐步掌握核心要义。书中出现的公式推导过程，详尽而严谨，每一步都进行了细致的讲解，很少有跳跃式的处理，这对于我这种需要反复琢磨公式来加深理解的人来说，简直是福音。而且，作者在行文中穿插了大量的实际应用案例和历史背景介绍，这不仅让理论的学习不再枯燥，更让读者能够看到这些抽象概念在现实世界中的巨大价值和深远影响，从而激发了进一步学习的动力。