微波磁光理論與磁光信號處理 武保劍 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
• 材料科學
• 物理學
• 高等教育
• 專業參考書
• 武保劍

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齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564714291

商品編碼：29690714450

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

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

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內容提要

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　　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

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作者介紹

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文摘

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序言

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《電磁波與光子的量子交互：微波磁光理論與磁光信號處理》 作者： 武保劍 齣版社： （此處應為實際齣版社名稱） 書號： 9787564714291 內容簡介： 本書深入探討瞭微波頻段內電磁波與物質磁性相互作用的本質，並在此基礎上，係統闡述瞭如何利用這種相互作用實現高效的磁光信號處理。作者武保劍先生以其在磁光領域多年的深厚積纍和獨到見解，為讀者呈現瞭一部集理論深度、技術廣度與應用價值於一體的學術專著。本書旨在為從事微波技術、光學工程、材料科學、電子信息以及相關交叉學科的科研人員、工程師和研究生提供一個全麵、係統且前沿的學習平颱。 第一部分：微波磁光理論基礎 本部分是本書的理論基石，旨在為讀者構建理解微波磁光現象的完整知識框架。 第一章：經典電磁場理論與微波傳播 復習麥剋斯韋方程組在不同介質中的形式，重點闡述其在導波結構（如波導、微帶綫）中的應用，為理解微波如何在磁性材料中傳播奠定基礎。 深入分析微波的能量、動量和角動量概念，以及它們在傳播過程中的守恒定律。 討論微波與物質相互作用的微觀機理，包括介電損耗和磁損耗，並分析其對信號傳播的影響。 介紹多種典型微波傳播模式，如TE、TM和TEM模式，以及它們在非均勻介質中的行為。 第二章：物質的磁性與磁疇結構 係統梳理從原子層麵的磁矩起源到宏觀磁性的形成過程，詳細介紹順磁性、抗磁性、鐵磁性、亞鐵磁性以及反鐵磁性等不同磁性類型。 深入探討鐵磁材料和亞鐵磁材料內部的磁疇結構，分析其形成原因、尺寸效應以及退磁場的扮演角色。 講解磁疇壁的運動、磁疇轉動等基本磁化過程，並分析外部磁場、溫度、應力等因素對磁化行為的影響。 介紹常用的磁性材料錶徵技術，如磁滯迴綫測量、磁疇成像等，為後續的理論分析提供實驗支撐。 第三章：微波與磁性物質的耦閤機理 從量子力學角度齣發，深入分析微波光子與磁性材料中電子自鏇角動量之間的相互作用。闡述鏇磁共振（Gyromagnetic Resonance）的物理本質，即微波能量被材料內部的磁化強度振蕩所吸收或激發。 詳細推導費利磁共振（Ferromagnetic Resonance, FMR）和反鐵磁共振（Antiferromagnetic Resonance, AFMR）的理論錶達式，包括共振頻率、綫寬、阻尼等關鍵參數，並分析其與材料磁各嚮異性、交換耦閤、磁緻伸縮等微觀性質的關係。 探討磁緻伸縮效應在微波磁光耦閤中的作用，分析應力對磁各嚮異性和共振頻率的影響。 引入斯皮諾爾（Spin Wave）的概念，分析其在磁性材料中的激發、傳播和衰減，以及與微波場的相互作用，為理解更復雜的磁光現象提供理論工具。 第四章：法拉第效應與磁緻鏇光效應 詳盡闡述法拉第效應（Faraday Effect）的理論基礎，即在平行於微波傳播方嚮的外加磁場作用下，介質對左鏇圓偏振和右鏇圓偏振微波的傳播常數産生差異，導緻偏振麵鏇轉。推導偏振麵鏇轉角與磁場強度、介質長度、Verdet常數等參數的關係。 深入分析Verdet常數與材料微觀結構、光頻率（或微波頻率）以及溫度的關係，探討如何設計具有強法拉第效應的磁光材料。 介紹磁緻鏇光效應（Magneto-Optical Kerr Effect, MOKE）的基本原理，分析其在反射式磁光器件中的應用潛力。 探討在高頻（微波）下的法拉第效應與磁緻鏇光效應的差異與聯係，以及在不同材料體係（如鐵氧體、稀土金屬等）中的錶現。 第五章：磁光各嚮異性與磁光傳播模式 詳細介紹磁光各嚮異性（Magneto-Optical Anisotropy）的概念，包括磁晶各嚮異性、形狀各嚮異性、應力各嚮異性等，並分析它們對磁光效應的調製作用。 分析在具有磁光各嚮異性的介質中，微波的傳播特性，例如可能齣現的偏振依賴性傳播，以及各種傳播模式（如圓偏振模式、綫偏振模式）的演化。 探討微波在周期性磁光結構（如超材料）中的特殊傳播現象，如布拉格衍射、光子帶隙等，為設計新型磁光器件提供思路。 介紹磁光導波的概念，分析微波在磁光波導中的傳輸行為，以及偏振模式的耦閤與轉換。 第二部分：磁光信號處理技術 本部分將理論知識轉化為實際應用，聚焦於如何利用微波磁光效應實現信號的處理與調製。 第六章：磁光調製器與開關 基於法拉第效應，設計和分析基於法拉第鏇光器原理的微波調製器。詳細討論不同激勵方式（如電流驅動、電場驅動）如何影響磁場強度，進而調製微波信號的幅度、相位或偏振。 介紹基於磁緻鏇光效應的反射式調製器和開關，分析其結構特點、工作原理以及在集成光學與微波電路中的應用。 探討高速磁光調製器的設計挑戰，包括響應速度、插入損耗、隔離度等關鍵性能指標，並提齣相應的解決方案。 介紹利用磁疇動態特性實現微波信號開關功能的原理，分析磁疇壁運動的速度和控製精度對開關性能的影響。 第七章：磁光隔離器與環行器 深入分析磁光隔離器（Optical Isolator）的工作原理，重點闡述如何利用法拉第效應構建非互易器件，實現微波信號的單嚮傳輸，保護信源免受反射信號的乾擾。 介紹不同結構形式的磁光隔離器，如基於法拉第鏇光器的隔離器、基於磁緻伸縮效應的隔離器等，並分析其優缺點。 探討磁光環行器（Optical Circulator）的設計思路，分析如何通過多個磁光隔離元件的組閤實現微波信號的多通道分流與匯聚。 分析磁光隔離器和環行器在微波通信、雷達係統、射頻前端等領域的關鍵作用和應用前景。 第八章：磁光濾波器與頻率選擇器件 基於微波與磁性材料的共振特性，設計和分析磁光濾波器（Optical Filter）。闡述如何通過調節外加磁場強度、材料參數或器件結構來調控共振頻率，從而實現對特定頻率微波信號的選擇性衰減或傳輸。 介紹基於磁疇共振的頻率選擇器件，分析其帶寬、插入損耗、阻帶抑製等性能。 探討磁光可調濾波器的設計方法，實現濾波特性的動態調控，以適應復雜多變的信號環境。 分析在微波通信係統中，磁光濾波器的應用，例如信道選擇、乾擾抑製等。 第九章：磁光傳感器與信號探測 將磁光效應的應用延伸至傳感領域。介紹基於法拉第效應或磁緻鏇光效應的微波傳感器，例如用於測量磁場強度、電流、溫度或應力的傳感器。 分析傳感器的工作原理，包括信號的産生、轉換和輸齣，並探討其靈敏度、綫性度、響應速度等關鍵性能指標。 介紹磁光探測技術在生物醫學、環境監測、工業控製等領域的潛在應用。 探討如何利用微波磁光效應構建新型的非接觸式、高靈敏度的信號探測係統。 第十章：磁光超材料與新型器件 介紹近年來興起的磁光超材料（Magneto-Optical Metamaterials）概念，分析如何通過設計具有特定幾何結構和材料組成的亞波長單元，實現前所未有的磁光響應。 探討磁光超材料在負摺射率、電磁誘導透明（EIT）效應、超材料錶麵波等方麵的應用潛力。 設計和分析基於磁光超材料的新型磁光器件，如超材料平闆透鏡、超材料隱身衣、超材料超振蕩器件等。 展望磁光超材料在未來微波和光子集成電路、信息處理、量子技術等領域的顛覆性影響。 第三部分：實驗技術與未來展望 本部分將介紹相關的實驗技術，並對微波磁光領域的未來發展趨勢進行展望。 第十一章：微波磁光實驗技術 詳細介紹用於研究微波磁光效應的典型實驗設備和技術，包括微波信號源、功率計、頻譜分析儀、網絡分析儀、微波腔體、磁場發生裝置等。 闡述法拉第效應和磁緻鏇光效應的實驗測量方法，包括偏振測量、強度測量、相位測量等。 介紹磁性材料的製備和錶徵技術，以及微波器件的流片和測試流程。 探討實驗中可能遇到的挑戰和誤差分析，以及提高實驗精度的策略。 第十二章：前沿研究與發展趨勢 對當前微波磁光領域的研究熱點進行梳理，例如在人工智能、物聯網、5G/6G通信、量子計算等新興技術領域，微波磁光器件所能扮演的角色。 探討新型磁光材料（如二維磁性材料、拓撲磁絕緣體等）的發展及其對微波磁光器件性能的提升。 分析微波與光子集成（Photonic-Electronic Integrated Circuits）的融閤趨勢，以及磁光效應在其中實現無源、低功耗信號處理的潛力。 展望微波磁光理論與信號處理技術在未來科技發展中的重要地位和廣闊的應用前景。 本書內容翔實，理論與實踐並重，圖文並茂，力求使讀者在掌握微波磁光基本原理的基礎上，能夠深入理解各類磁光器件的設計、性能分析以及潛在的應用。武保劍先生及其團隊的智慧結晶，定將為該領域的學術研究和工程實踐注入新的活力。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書的某些章節後，我産生瞭強烈的“被挑戰”的感覺，這通常是好書的標誌之一。它不會用那些過於通俗的語言來粉飾復雜的概念，而是直接將最原始、最精煉的數學描述呈現在你麵前。比如，涉及到非綫性光學效應的部分，作者的論述嚴密到幾乎不留任何解釋性的“空隙”，迫使讀者必須自己去填補邏輯鏈條。這種寫作風格的好處是，一旦你理解瞭，那麼你對這個知識點的掌握程度會非常牢固，它不再是彆人的結論，而是你通過推導得齣的認知。然而，這種風格也帶來瞭閱讀上的高門檻。我記得在一次通宵閱讀中，我不得不反復查閱高等數學和電磁場理論的教科書，來迴顧那些已經生疏的背景知識，纔能跟上作者的思路。這本書的價值在於其知識的“純度”，但它要求讀者必須具備極高的自我驅動力和紮實的先修知識儲備，纔能真正領會其深意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和字體選擇相當講究，能看得齣齣版社在細節上的用心。紙張的質感也很好，拿在手裏有分量感，這對於一本動輒幾百頁的專業教材來說至關重要，畢竟要經常翻閱查閱。我特彆留意瞭書中的插圖部分，它們大多是黑白的，綫條清晰，但圖注的說明有時候顯得過於精煉瞭。比如在解釋某個特定磁光效應的實驗裝置示意圖時，如果能配上更彩色的、更直觀的實物圖或者更詳盡的流程說明，對於初學者來說會更加友好。我感覺作者的側重點顯然是放在理論模型的嚴謹性上，對於如何“可視化”這些復雜的物理過程，似乎沒有投入同等的精力。我花瞭很久纔理解其中一個關於“法拉第鏇轉角”的推導過程，雖然最終搞明白瞭，但過程中反復對照文字和公式，感覺像在解一個非常復雜的謎題。這說明這本書的受眾定位可能更偏嚮於已經有一定物理基礎的研究生或者教師，對於自學者來說，可能還需要配閤其他輔助資料纔能完全吸收其中的精髓。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個跨學科項目啓動前夕，被要求快速熟悉“磁光傳感器”領域的相關理論時接觸到這本書的。坦白說，這本書的學術深度是毋庸置疑的，它幾乎涵蓋瞭該領域從基礎到進階的所有核心概念。但是，它更像是一部百科全書式的“知識庫”，而不是一本循序漸進的“學習指南”。我嘗試從中尋找一些關於現代信號處理技術，比如如何利用快速傅裏葉變換（FFT）或者卡爾曼濾波來優化從磁光信號中提取有用信息的方法，但發現這部分內容非常稀疏，或者是以一種非常理論化的形式存在，缺乏實際的算法流程圖或代碼示例。這讓我有些遺憾，因為在實際工程中，如何將這些精妙的物理原理轉化為可操作、可優化的算法流程，纔是真正決定項目成敗的關鍵。它提供瞭強大的“原料”，但沒有教你如何高效地“烹飪”。因此，如果你是緻力於算法實現和係統集成的工程師，這本書可能需要與一些側重於應用和編程的資源結閤起來閱讀。

評分☆☆☆☆☆

從另一個角度來看，這本書的價值體現得非常突齣，那就是它對於曆史脈絡和不同學派觀點的梳理。雖然我主要關注的是當前的研究熱點，但書中對早年間幾位先驅性物理學傢提齣的模型進行瞭細緻的對比和評價，這提供瞭一個非常宏觀的視角。它不僅告訴你“現在我們用什麼理論”，更解釋瞭“我們是如何走到這一步的，以及其他思路為什麼沒有被主流采用”。這種曆史縱深感，使得我對整個磁光理論領域有瞭更立體的認知，不再是零散知識點的堆砌。我甚至能感受到作者在某些論述中流露齣的對某些理論模型的偏愛或批判，這讓冰冷的科學著作增添瞭一絲人文的色彩。總而言之，它更像是一份權威的、經過時間沉澱的“領域白皮書”，而不是一本麵嚮快速入門的“快速上手指南”。對於希望在學術上有所建樹，需要進行深入理論探索的讀者而言，這是一部值得反復研讀的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有意思，那種深邃的藍色調，加上一些復雜的公式和圖示隱約可見，讓人一下就覺得這絕對是一本硬核的理工科書籍。我本來是衝著想瞭解一些前沿的光電技術應用去的，但拿到書後，花瞭很長時間纔大緻瀏覽完目錄和前言。它似乎沒有像我預期中那樣，直接切入到最新産業的應用案例，而是非常紮實地從最基本的物理原理開始講起。特彆是關於磁場與光波相互作用的機理，作者用瞭大量的篇幅進行推導和論述，看得我直冒冷汗。如果說我期待的是一本“武功秘籍”，這本書更像是一本“內功心法大全”，非常強調基礎的理論支撐。我個人覺得，對於那些隻想快速瞭解某個應用的工程師來說，可能前幾章會顯得有些枯燥和晦澀，需要極大的耐心去啃讀那些微分方程和張量分析。不過，對於真正的研究人員或者想深入理解底層邏輯的學生來說，這種詳盡的論證方式無疑是寶貴的財富，它為你搭建瞭一個堅不可摧的理論框架，讓你在麵對實際問題時，不會隻停留在“是什麼”的層麵，而是能追溯到“為什麼”的根源。