微波磁光理論與磁光信號處理 9787564714291 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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武保劍 著

圖書標籤:

• 微波磁光效應
• 磁光材料
• 磁光信號處理
• 微波技術
• 電磁波
• 光學
• 物理學
• 通信
• 信息處理
• 微波器件

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齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564714291

商品編碼：29689807691

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名:微波磁光理論與磁光信號處理

定價：50.00元

售價：34.0元,便宜16.0元,摺扣68

作者:武保劍

齣版社：電子科技大學齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787564714291

字數：327000

頁碼：254

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

內容提要

　　本書研究基於微波靜磁波的磁光耦閤理論及其在磁光信號處理中的應用，屬於磁光學與微波光電子學的交叉領域。全書分為l0章。章緒論，概述瞭微波磁光學的內涵及相關基礎知識。第2章至第’5章是微波靜磁波對導波光的衍射理論，包括靜磁波的激發與傳播、傾斜偏置磁場與不均勻偏置磁場中靜磁波對導波光的Bra99衍射、多層磁光薄膜波導中靜磁波與導波光的耦閤方程等，涉及瞭三種有效提高磁光Bra99衍射效率的方法。第6章至第8章將微波磁光效應引入光信息處理領域，實現微波信號的磁光處理，即磁光頻譜分析、磁光相關處理、磁光脈衝調製與壓縮等。第9章和0章是磁光周期波導結構(一維磁光子晶體和磁光光縴光柵)在現代光信號處理中的潛在應用特點。
　　本書適用於大專院校光學工程、凝聚態物理、磁性材料與器件等專業的研究生，也可供從事磁光器件、微波光電子、光信號處理、光縴通信等方麵研究的科研人員參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

書名：微波磁光理論與磁光信號處理 ISBN：9787564714291 內容簡介 本書係統地闡述瞭微波磁光效應的基本理論，並在此基礎上深入探討瞭磁光信號處理的關鍵技術與應用。全書結構嚴謹，內容翔實，既涵蓋瞭微波磁光領域的基礎概念和核心原理，又緊密結閤瞭當前磁光信號處理的前沿進展和實際需求，力求為讀者提供一個全麵、深入的學習平颱。 第一部分：微波磁光理論基礎 本部分是全書的基石，旨在為讀者建立起紮實的微波磁光理論體係。 第一章 磁性材料的微波特性 1.1 磁性材料的微觀結構與磁疇理論 深入剖析鐵磁性、亞鐵磁性等不同磁性材料的微觀構成，包括晶體結構、磁矩的來源（電子軌道和自鏇角動量）以及這些磁矩如何相互作用形成宏觀磁性。 詳細介紹磁疇的概念，包括疇壁的結構、移動以及磁疇壁運動對材料宏觀磁性能的影響。 闡述磁疇壁的釘紮、退磁場等對磁化過程的製約作用，以及退火、應力等外部因素如何影響磁疇結構和磁化強度。 介紹不同溫度下磁性材料的磁疇演變，包括居裏溫度的概念及其對磁性的影響。 1.2 磁各嚮異性與磁緻伸縮 深入研究磁晶各嚮異性，解釋其來源於電子軌道與晶格相互作用的相對論效應，並給齣不同晶體結構下磁各嚮異性的錶現形式。 探討形狀各嚮異性，闡述其由材料的幾何形狀引起的退磁場差異所導緻。 分析磁緻伸縮現象，即磁化強度變化引起材料尺寸變化的物理機製，以及其對磁性能的影響，例如磁緻伸縮補償效應。 介紹各種類型磁緻伸縮材料及其應用，如鎳基閤金、釤鈷磁體等。 1.3 鐵氧體的微波磁損耗機製 詳細解析鐵氧體在微波頻率下的主要損耗機製，包括磁滯損耗、疇壁運動損耗、導電損耗、共振損耗（史都華-華爾德共振和散域共振）。 針對每種損耗機製，分析其産生原因、影響因素（如磁場強度、頻率、材料微觀結構、溫度等）以及抑製方法。 介紹不同類型鐵氧體（如鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體、釔鐵石榴石等）在微波損耗方麵的特點與差異。 討論如何通過材料設計與製備工藝優化來降低微波損耗，提高器件性能。 1.4 鐵磁共振（FMR）現象 深入闡述鐵磁共振的物理本質，即在外加磁場作用下，磁化強度的集體振蕩與微波電磁場發生能量耦閤的現象。 詳細推導鐵磁共振的磁場條件和頻率條件，介紹泡利方程及其在描述磁共振過程中的應用。 分析鐵磁共振譜綫的綫寬，解釋其與材料內部的弛豫過程（自鏇-晶格弛豫、自鏇-自鏇弛豫）以及材料缺陷、不均勻性等因素的關係。 介紹不同類型的鐵磁共振，如均勻場共振、非均勻場共振、橫嚮共振等，並分析其各自的特點和應用。 1.5 鐵氧體的法拉第鏇轉效應 深入剖析法拉第鏇轉效應的物理機理，即在軸嚮磁場作用下，圓偏振光在磁性介質中傳播時，其偏振麵發生鏇轉的現象。 詳細推導法拉第鏇轉角與材料磁導率、磁化強度、介質厚度以及微波頻率之間的關係。 介紹法拉第效應的頻散特性，以及如何利用這一特性實現微波信號的頻率選擇性操控。 討論影響法拉第鏇轉效率的關鍵因素，如材料的磁光係數、磁疇結構、溫度等，並提齣優化策略。 1.6 磁緻伸縮在微波激勵下的耦閤機製 探討磁緻伸縮在微波激勵下的響應，即微波磁場引起的磁化強度變化通過磁緻伸縮效應導緻材料形變，進而影響材料的介電常數、磁導率等宏觀參數。 分析微波磁緻伸縮耦閤的物理過程，包括磁疇壁運動、磁緻伸縮係數等關鍵參數的作用。 介紹如何利用這種耦閤機製實現微波信號的調控，例如微波振動與磁場之間的相互作用。 第二部分：磁光信號處理原理與器件 本部分將理論與實踐相結閤，重點介紹利用微波磁光效應實現的信號處理技術和關鍵器件。 第二章 微波磁光調製器 2.1 法拉第鏇轉調製器 詳細介紹基於法拉第鏇轉效應的微波調製器的工作原理，包括如何利用外加音頻或低頻信號改變偏振片的鏇轉角，從而調製微波信號的幅度或相位。 分析不同類型法拉第調製器的結構設計，例如使用單通或雙通光路、選擇不同材料和磁場激勵方式。 討論調製深度、綫性度、插入損耗等關鍵性能參數，並提齣優化設計以提高調製性能的方案。 介紹法拉第鏇轉調製器在光縴通信、雷達信號處理等領域的應用實例。 2.2 磁緻伸縮調製器 闡述基於磁緻伸縮效應的微波調製器的工作原理，即利用微波信號驅動磁緻伸縮材料産生形變，進而改變其介電常數或磁導率，從而實現對另一路微波信號的幅度或相位調製。 分析不同材料（如Terfenol-D、Fe-Ga閤金）的磁緻伸縮特性及其對調製性能的影響。 討論磁緻伸縮調製器的結構設計，包括如何高效地將微波能量耦閤到磁緻伸縮材料，以及如何將調製後的信號導齣。 研究調製器的響應速度、功率損耗、綫性度等關鍵性能指標，並探討提高其性能的途徑。 介紹磁緻伸縮調製器在微波濾波、幅度控製等方麵的應用。 2.3 磁疇壁運動調製器 深入研究利用磁疇壁運動實現微波信號調製的原理，即通過控製外加磁場來驅動磁疇壁的移動，從而改變材料的微波介電常數或磁導率，達到調製信號的目的。 分析不同材料的磁疇壁遷移率對其調製性能的影響，以及如何通過材料選擇和結構設計來優化磁疇壁的移動控製。 介紹基於磁疇壁運動的調製器結構，例如納米磁結構器件，以及其工作機製。 討論該類調製器的響應速度、工作頻率範圍、功耗等關鍵技術指標。 展望其在未來高速、低功耗微波信號處理中的應用潛力。 第三章 微波磁光濾波器 3.1 基於法拉第鏇轉的頻率選擇性濾波器 詳細闡述如何利用法拉第鏇轉效應的頻率依賴性來設計微波濾波器。 分析不同材料、不同磁場配置下的法拉第鏇轉特性，以及如何通過精確控製這些參數來選擇特定的頻率。 介紹濾波器的結構設計，例如利用法拉第鏇轉器和偏振片組閤實現帶通或帶阻濾波。 討論濾波器的通帶寬度、阻帶衰減、插入損耗、諧振頻率等關鍵性能參數，並給齣優化設計方法。 3.2 基於磁緻伸縮的調諧濾波器 探討利用磁緻伸縮材料的形變引起介電常數或磁導率變化的特點，實現微波濾波器的頻率調諧。 分析不同勵磁方式（如外加微波信號、直流偏置場）如何影響磁緻伸縮材料的形變，進而調諧濾波器的中心頻率。 介紹調諧濾波器的結構設計，例如采用共振腔或傳輸綫結構，並將磁緻伸縮材料集成其中。 研究調諧範圍、調諧速度、調諧綫性度、Q值等性能指標，以及如何實現高精度、寬範圍的頻率調諧。 介紹其在軟件無綫電、頻譜監測等領域的應用。 3.3 基於鐵氧體共振的微波濾波器 深入分析鐵氧體材料在微波頻率下的磁共振現象，並解釋如何利用這一現象實現頻率選擇性濾波。 詳細闡述均勻場共振濾波器、散域共振濾波器以及電磁耦閤共振濾波器的設計原理。 介紹不同類型的鐵氧體材料（如YIG、MnZn鐵氧體）在共振濾波器中的應用特點。 討論濾波器的頻率特性、插入損耗、隔離度、功率容量等關鍵性能參數，並分析影響這些參數的因素。 介紹如何通過調整直流偏置磁場、材料參數、結構幾何形狀等來精確控製濾波器的中心頻率和帶寬。 第四章 微波磁光移相器與開關 4.1 法拉第鏇轉移相器 闡述如何利用法拉第鏇轉效應實現微波信號的相位調節。 分析通過改變介質厚度或外加磁場強度來改變法拉第鏇轉角，從而實現相位偏移的原理。 介紹移相器的結構設計，例如可調磁場控製或步進式磁場激勵。 討論移相器的分辨率、損耗、頻率響應、響應速度等關鍵性能參數。 4.2 磁緻伸縮移相器與開關 探討利用磁緻伸縮材料的形變引起的電磁參數變化，實現微波信號的相位調製或開關功能。 分析如何通過控製微波信號的幅度或直流偏置場，驅動磁緻伸縮材料産生不同的形變狀態，從而實現相位偏移或開/關切換。 介紹基於磁緻伸縮的移相器和開關的結構設計，並討論其工作模式。 研究其在相控陣雷達、射頻前端切換等方麵的應用。 4.3 磁疇壁運動開關 深入研究利用磁疇壁的移動來實現微波信號的開關控製。 分析如何通過施加外部磁場脈衝來控製磁疇壁的遷移，從而實現對微波信號路徑的快速切換。 介紹基於磁疇壁運動的開關器件的結構和工作原理，包括其在納米磁器件中的應用。 討論開關的響應時間、導通損耗、隔離度、可靠性等關鍵技術指標。 第五章 微波磁光傳感器 5.1 磁場傳感器 闡述如何利用磁性材料對外部磁場的敏感性，設計微波磁光傳感器。 分析法拉第效應、磁緻伸縮效應等在磁場感應中的應用。 介紹基於鐵氧體諧振、磁緻伸縮材料的微波磁場傳感器的工作原理。 討論傳感器的靈敏度、分辨率、測量範圍、響應速度等關鍵性能指標。 展望其在環境監測、工業檢測等領域的應用。 5.2 溫度傳感器 探討利用磁性材料的溫度依賴性（如磁化強度、磁各嚮異性、居裏溫度等）來設計微波溫度傳感器。 分析如何通過監測磁性材料的微波響應（如法拉第鏇轉角、鐵磁共振頻率）來推斷溫度。 介紹基於溫度敏感磁性材料的微波溫度傳感器的結構和工作原理。 研究傳感器的溫度測量範圍、精度、穩定性等關鍵性能參數。 5.3 其他參數傳感器 介紹利用微波磁光效應實現對其他物理參數（如應力、位移、化學物質等）的傳感。 分析這些參數如何通過影響磁性材料的磁疇結構、磁疇壁運動或磁化強度，進而改變其微波磁光響應。 提供具體的傳感器設計方案和應用案例。 第三部分：前沿進展與展望 本部分將介紹微波磁光信號處理領域的最新研究動態和未來發展趨勢。 第六章 新型磁光材料與器件 6.1 納米結構磁性材料 介紹納米尺度下磁性材料的特殊磁學性質，如尺寸效應、錶麵效應等。 探討如何利用納米技術構建新型磁光材料，例如磁性納米顆粒、納米綫、納米薄膜等。 分析納米結構磁性材料在提高磁光效應強度、降低損耗、實現新功能等方麵的優勢。 介紹基於納米結構磁性材料的新型微波磁光器件。 6.2 磁性閤金與復閤材料 研究新型磁性閤金（如巨磁阻材料、磁彈性材料）在微波磁光領域的應用潛力。 探討如何通過復閤不同材料（如磁性材料與介電材料、磁性材料與半導體材料）來優化器件性能。 介紹功能復閤材料的設計理念與製備工藝。 6.3 拓撲磁性材料 介紹拓撲磁性材料的概念及其獨特的電子和磁學性質。 探討拓撲磁性材料在實現高效、魯棒的微波磁光信號處理方麵的潛在優勢，例如基於拓撲邊緣態的無耗散信號傳輸。 展望其在未來磁光器件設計中的應用前景。 第七章 磁光信號處理的集成與智能化 7.1 微波光子集成技術 探討將微波磁光器件與光電子器件集成，實現微波-光子信號的混閤處理。 介紹平麵光波導、集成光學器件等在微波光子集成中的作用。 展望集成化、微型化微波磁光器件的發展趨勢。 7.2 機器學習與人工智能在磁光信號處理中的應用 研究如何利用機器學習和人工智能技術優化磁光器件的設計參數，提高器件性能。 探索利用AI實現智能化的微波磁光信號識彆、分類與處理。 介紹AI在輔助磁光器件故障診斷和預測性維護方麵的應用。 7.3 高速、低功耗磁光器件 分析當前微波磁光器件在響應速度和功耗方麵存在的挑戰。 探討新型材料、器件結構和工作原理，以實現更高速度、更低功耗的磁光信號處理。 研究相關理論計算和模擬方法，以指導高速低功耗器件的設計。 結論 本書係統梳理瞭微波磁光理論及其在信號處理領域的應用，從基礎理論到前沿技術，力求為讀者提供一個全麵深入的知識體係。通過對磁性材料微波特性、磁光效應機理的深入解析，以及對各類磁光信號處理器件的詳細介紹，本書旨在幫助讀者理解微波磁光技術的核心價值，並激發其在這一交叉學科領域的創新與研究。隨著新材料、新工藝以及人工智能技術的不斷發展，微波磁光信號處理技術必將在未來的通信、傳感、計算等領域發揮越來越重要的作用。 本書適閤從事微波技術、光學工程、材料科學、電子信息工程等領域的科研人員、工程技術人員以及相關專業的高年級本科生和研究生閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對曆史脈絡的梳理上做得非常到位，尤其是在闡述某個關鍵理論發展節點時，總能引述到早期的經典工作，並且清晰地指齣其局限性，從而自然地引齣當前章節要討論的前沿進展。比如，在介紹某種新型磁存儲介質的工作原理時，作者不僅迴顧瞭朗道-利夫希茨方程的經典形式，還詳細對比瞭改進後的斯托加茨基-巴爾默修正項的物理意義，並用對比錶格的形式清晰地列齣瞭兩者在不同磁化速率下的誤差百分比。這種“今昔對比”的敘述手法，讓讀者能清晰地理解為什麼需要新的理論模型，而不是盲目接受。此外，書中對不同研究學派的觀點交鋒也保持瞭中立和公正的態度，沒有偏袒任何一方，而是客觀呈現瞭各自的優勢與適用範圍。這種嚴謹的學術態度，使得這本書不僅是一本技術手冊，更是一部兼具曆史深度和前沿廣度的學術史詩。閱讀它，不僅學習瞭技術，也對該領域的發展脈絡有瞭宏觀的認知，這對於製定未來的研究方嚮至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本理論著作的排版和裝幀確實是一流的，紙張的質感拿在手裏非常舒服，即使是反復翻閱，也不會有任何廉價感。裝幀設計上，封麵選擇瞭沉穩的深藍色調，配以簡潔的幾何圖形，體現瞭內容的高深與嚴謹。內頁的字體選擇和行距處理得當，使得大段的數學推導和公式排列看起來井井有條，而不是讓人望而生畏的“文字牆”。尤其值得稱贊的是，書中對復雜概念的插圖繪製極為精細，那些物理模型的示意圖，綫條清晰，層次分明，極大地降低瞭理解抽象物理過程的難度。例如，在闡述矢量磁化率的演化路徑時，配圖不僅準確地描繪瞭磁滯迴綫的三維空間形態，還巧妙地通過不同顔色的漸變指示瞭時間演進的方嚮，這一點對於自學初學者來說，簡直是福音。再看目錄結構，邏輯性極強，從基礎的麥剋斯韋方程組引入，逐步深入到各項異性介質中的波傳播，最後纔過渡到信號處理的實際應用，這種循序漸進的編排方式，充分體現瞭作者在教學法上的深厚功底。可以說，光是捧讀這本書，就已經是享受，它在物理學書籍中，稱得上是設計美學與實用功能完美結閤的典範。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的深度讓人有些“望而卻步”，但一旦攻剋瞭前幾章的數學障礙，接下來的閱讀體驗就像是打開瞭新世界的大門。它的敘事風格極其冷靜和客觀，幾乎沒有使用任何帶有感情色彩的形容詞，完全是基於嚴格的邏輯鏈條在推進。這對於習慣瞭偏嚮科普性或應用導嚮型讀物的讀者來說，可能需要一個適應期。我花瞭好幾天時間，纔完全消化瞭其中關於張量分析在介質場描述中的應用部分。作者在處理各嚮異性材料的本徵方程時，選擇瞭使用愛因斯坦求和約定，這無疑是最簡潔高效的錶達方式，但也要求讀者對張量代數有紮實的掌握。一旦適應瞭這種嚴謹的“數學語言”，你會發現它在處理復雜的多場耦閤問題時，具有無與倫比的清晰度。例如，在分析材料內部的非綫性響應時，作者沒有采用傳統的泰勒展開形式，而是直接引入瞭群論的概念來簡化對稱性，這種處理方式非常高明，體現瞭作者深厚的數學物理功底。這本書更像是為已經有一定基礎的研究生或專業工程師量身定做的參考書，它要求讀者主動去思考推導背後的物理意義，而不是被動地接受結論。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究關於新型光子晶體結構對電磁波束整形的影響，手頭找瞭不少相關文獻，但大多隻是停留在現象的描述或者非常初級的模型上，缺乏深入的、可以進行實際參數優化的理論支撐。直到我翻閱瞭這本手冊，簡直像是找到瞭失落已久的“武功秘籍”。它沒有過多糾纏於那些過於基礎的、在標準電動力學教材裏都能找到的知識點，而是直接切入瞭高階的耦閤模理論（CMT）在非互易係統中的拓展應用。特彆是其中關於非厄米係統中的拓撲保護態的討論部分，作者用非常精煉的數學語言，推導齣瞭一個關於能帶反摺現象的臨界條件公式，這個公式我用在我手頭的二微米波段的腔體設計中，立刻就發現瞭之前計算中的一個係統性偏差。更讓我驚喜的是，它對邊界條件的處理非常細緻，考慮到瞭真實器件製造中不可避免的錶麵粗糙度對耦閤係數的影響，並引入瞭隨機漲落模型進行修正。這種從理想模型到工程實際的無縫銜接能力，是很多純理論書籍所欠缺的。它不是簡單地羅列公式，而是真正教會你如何用這些工具去“解決問題”，而不是僅僅“描述問題”。對我正在進行的項目而言，這本著作提供的理論框架，直接可以將我的仿真精度提升一個量級。

評分☆☆☆☆☆

在實踐應用層麵上，這本書的價值同樣不可估量，但它並非一本操作手冊，而是提供瞭“如何設計”的底層邏輯。我特彆關注瞭其中關於微納結構器件的仿真參數提取部分。作者沒有給齣具體的MATLAB或COMSOL腳本，而是深入探討瞭如何從實驗測得的光譜數據中，反演齣影響信號質量的關鍵物理參數，比如阻尼因子和弛豫時間。這裏的核心在於，它教你如何建立一個能反映真實物理約束的數學模型，而不是簡單地進行擬閤。書中給齣的關於“逆嚮工程”的幾個案例分析非常經典，它們展示瞭如何利用傅裏葉變換和奇異值分解相結閤的方法，從噪聲背景中精準地分離齣微弱的磁光信號分量。對於我正在調試的一個光譜儀係統而言，原本一直受睏於如何校準儀器響應函數，這本書提供的理論框架讓我明白瞭，問題不在於儀器本身，而在於我用來反演數據的數學變換域選擇不當。這種從“工具應用”上升到“方法論構建”的提升，是任何一本普通參考書無法比擬的。它真正做到瞭授人以漁，讓讀者掌握瞭處理未知問題的通用思維模式。