光計算技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李修建 著

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118089608

商品編碼：29696956698

包裝：精裝

齣版時間：2013-08-01

基本信息

書名：光計算技術基礎

定價：60.00元

作者：李修建

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-08-01

ISBN：9787118089608

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頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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　　《光計算技術基礎》從光計算的物理實現角度進行體係和結構設計，體係上涵蓋瞭光學運算單元、光交換及光互連、光學存儲、光學緩存及同步的硬件構成等較完整的光計算研究領域。本書內容不僅包含瞭傳統的光學元件和係統分析，還包含瞭半導體光電子器件理論及技術，以及已經被證明將是光計算機核心構成的光互連係統和三維光學存儲與調製元件，並加入瞭更具有前沿性的光學緩存及同步器件等新型光信息傳輸與處理技術及器件。本書由李修建、賈輝等編著。

內容提要

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《光計算技術基礎》可供計算機科學、物理學、材料科學、自動化等學科領域的研究人員和高等院校研究生、本科生進行研究和教學參考。本書由李修建、賈輝等編著。

目錄

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章 光計算技術概述
1.1 計算發展史及發展趨勢
1.1.1 原始計算時代
1.1.2 手工計算時代
1.1.3 機械和機電計算時代
1.1.4 電子計算時代
1.1.5 超級並行計算機現狀及其發展
1.1.6 未來計算機技術發展展望
1.2 光計算概念及涵義
1.2.1 光學基本數字運算操作
1.2.2 光計算機係統結構基本模型
1.3 光學計算處理基礎
1.3.1 全息光柵
1.3.2 光學傅裏葉變換
1.3.3 阿貝成像原理與空間濾波
1.3.4 光學相關器
1.3.5 光學數字處理
參考文獻
第2章 半導體多量子阱光電子邏輯器件
2.1 半導體多量子阱基本原理
2.1.1 微納材料與量子局限效應
2.1.2 半導體多量子阱與自電光效應
2.2 自電光效應器件基本原理與特性
2.2.1 如何實現自電光效應
2.2.2 二極管偏置自電光效應器件實現雙穩態
2.2.3 對稱自電光效應器件
2.2.4 對稱自電光效應器件實現邏輯運算
2.3 多量子阱調製器的優化及特性
2.3.1 反射型調製器
2.3.2 非對稱F-P反射型調製器
2.3.3 多量子阱調製器性能
2.4 麵陣集成自電光效應陣列器件
2.4.1 多量子阱調製器和電子電路的集成-靈巧像素
2.4.2 多量子阱空間光調製器
2.5 總結及展望
參考文獻
第3章 光計算中的微型光源
3.1 概述
3.2 側麵發射光電子器件
3.2.1 LED與LD
3.2.2 功能光互連與半導體光源的發展
3.3 LED及LD模式垂直錶麵發射光源的結構及原理
3.3.1 LED模式垂直錶麵發射光源結構和功能特點
3.3.2 LD模式垂直錶麵發射光源初步
3.3.3 垂直錶麵發射光源的集成
3.4 VCSELs激光器
3.4.1 VCSELs的結構
3.4.2 VCSELs特性
3.4.3 VCSELs的優化設計
3.4.4 VCSELs的進展及趨勢
3.5 微型激光器的應用
3.5.1 光學邏輯器件
3.5.2 串行一並行數據轉換
3.5.3 並行光數據連接
3.6 總結及展望
參考文獻
第4章 微光學與衍射光學元件
4.1 引言
4.2 微光學元件設計
4.2.1 幾何光學設計
4.2.2 設計的標量分析
4.2.3 設計的矢量分析
4.3 微光學元件的加工技術
4.3.1 離子交換製備技術
4.3.2 利用相位掩膜的模擬光刻蝕技術
4.3.3 電子東納米光刻製造技術
4.4 平麵微透鏡陣列及其應用
4.4.1 膨脹結構的平麵微透鏡
4.4.2 微透鏡陣列應用
4.5 衍射光學元件的理論基礎
4.5.1 綫性閃耀光柵
4.5.2 衍射透鏡
4.5.3 衍射效率
4.6 二元光學元件
4.6.1 二元光學元件的設計
4.6.2 二元光學元件的製作
4.6.3 二元光學元件的應用
4.7 總結及展望
參考文獻
第5章 光學存儲器件
5.1 概述
5.2 雙光子吸收原理及其應用
5.2.1 雙光子過程
5.2.2 利用雙光子過程進行3D讀寫
5.3 光摺變效應及空間光調製器
5.3.1 光摺變效應及光摺變晶體
5.3.2 光摺變光尋址空間光調製器
5.3.3 光摺變空間光調製器的圖像操作
5.4 光學全息存儲
5.4.1 光學全息存儲概述
5.4.2 光學體全息存儲
5.5 近場光學存儲
5.5.1 超分辨近場結構光存儲概述
5.5.2 超分辨存儲實現的基本原理
5.5.3 超分辨掩膜的近場光學特性
5.6 光學存儲器件展望
參考文獻
第6章 並行光互連
6.1 概述
6.2 光交換與光互連網絡初步
6.2.1 光交換技術簡介
6.2.2 光互連網絡技術簡介
6.3 全混洗變換的基本理論與分析
6.3.1 PS變換的基本理論
6.3.2 二維全混洗變換的理論
6.3.3 PS及FPS變換的實現方法
6.4 微光學元件實現全混洗變換
6.4.1 微閃耀光柵陣列實現左混洗變換
6.4.2 微閃耀光柵實現RPS和IPS混洗變換
6.4.3 微閃耀光柵麵陣實現二維全混洗變換
6.5 采用微光學元件的光互連模塊
6.5.1 微光學元件在Omega光互連網絡中的應用設計
6.5.2 利用微光學元件設計全交叉光網絡模塊
6.5.3 利用微光學元件構建二維榕樹網絡
6.5.4 微閃耀光柵解復用器與分束器設計
6.6 總結及展望
參考文獻
第7章 光緩存與全光同步技術前沿
7.1 概述
7.2 基於慢光原理的光學緩存與同步
7.2.1 慢光基本原理
7.2.2 慢光技術介紹
7.3 光緩存與同步技術展望
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《量子糾纏的奇妙世界：從理論到應用》 內容簡介 本書將帶領讀者深入探索量子糾纏這一迷人而富有顛覆性的物理現象，揭示其背後深刻的理論基礎，並展望其在未來科技發展中的廣闊應用前景。全書內容嚴謹、邏輯清晰，語言生動，旨在為廣大物理學愛好者、研究生及相關領域的研究人員提供一本兼具學術深度與科普趣味的參考讀物。 第一章 量子糾纏的起源與理論基石 本章將追溯量子糾纏概念的萌芽，從早期量子力學的發展曆程入手，重點介紹愛因斯坦、波多爾斯基和羅森（EPR）提齣的EPR佯謬，闡述其對量子力學完備性的挑戰。我們將詳細剖析貝爾定理及其不等式的推導，並結閤一係列經典的實驗驗證（如Aspect等人的實驗），論證量子糾纏的非定域性以及對經典物理學觀念的顛覆。 量子力學的早期發展與不完備性猜想： 簡要迴顧普朗剋、愛因斯坦、玻爾等人在量子理論奠基過程中的貢獻。介紹哥本哈根詮釋的主要觀點，以及其在理解微觀世界現象時遇到的挑戰。 EPR佯謬的提齣與討論： 詳細解讀EPR思想實驗的設置，解釋其提齣的“隱變量”理論的可能性。分析EPR佯謬對“定域實在論”的衝擊。 貝爾定理與實驗驗證： 深入闡述貝爾定理的核心思想，即通過對測量結果的統計關聯性進行檢驗，可以區分定域隱變量理論與量子力學。詳細介紹Aspect實驗等關鍵性實驗，以及這些實驗如何有力地支持瞭量子糾纏的存在。 量子糾纏的數學描述： 引入量子態的概念，特彆是多粒子係統的量子態。講解張量積空間、分離態與糾纏態的定義。介紹糾纏熵等量化糾纏程度的指標。 第二章 量子糾纏的特性與測量 本章將深入研究量子糾纏的內在特性，包括其疊加性、非定域性、不可剋隆性等，並探討如何有效地製備、操控和測量量子糾纏態。我們將介紹幾種主要的糾纏態製備方法，以及不同類型的量子測量技術。 糾纏態的疊加性與不可剋隆性： 解釋量子態的疊加原理如何在多粒子係統中體現，以及糾纏態如何打破粒子間的獨立性。討論量子不可剋隆定理對信息傳輸和量子計算的深刻影響。 糾纏的非定域性： 進一步深化對EPR佯謬中“鬼魅般的超距作用”的理解。討論量子糾纏如何允許在空間上分離的粒子之間産生瞬時的關聯，挑戰瞭我們對空間和因果律的傳統認知。 糾纏態的製備方法： 介紹多種製備糾纏態的實驗技術，如自發參量下轉換（SPDC）、光子源（如量子點、NV色心）以及原子係統等。 量子測量的基本原理： 闡述量子測量中的投影公設，以及測量過程對量子態的影響。介紹投影測量、連續測量等基本概念。 糾纏態的度量與錶徵： 講解如何通過貝爾不等式檢驗、糾纏熵計算、密度矩陣分析等方法來量化和錶徵糾纏的性質。 第三章 量子糾纏在量子信息科學中的應用 本章是本書的核心應用篇，將重點闡述量子糾纏在量子信息科學各個分支中的關鍵作用，包括量子通信、量子計算和量子精密測量。我們將詳細介紹量子密鑰分發（QKD）、量子隱形傳態（QST）、量子算法以及量子傳感等前沿技術，並分析它們如何利用量子糾纏的獨特優勢。 量子通信： 量子密鑰分發（QKD）： 詳細介紹基於量子糾纏的QKD協議，如E91協議。解釋如何利用糾纏態的測量結果來生成安全的密鑰，並闡述其在抵禦竊聽方麵的原理。 量子隱形傳態（QST）： 深入講解量子隱形傳態的原理，包括EPR對、貝爾態測量和經典通信的協同作用。分析其在量子網絡和量子計算中的意義。 量子計算： 量子比特與量子門： 介紹量子比特（qubit）的概念，以及如何通過糾纏態實現多比特的邏輯門操作。 量子算法： 講解幾種利用量子糾纏優勢的著名量子算法，如Shor算法（用於大數分解）和Grover算法（用於搜索）。分析這些算法在解決經典計算難題上的潛力。 量子容錯與糾錯： 討論在實際量子計算中，如何利用糾纏和量子糾錯碼來抵抗噪聲和錯誤。 量子精密測量： 量子傳感： 介紹如何利用糾纏態來提高測量精度，例如在原子鍾、引力波探測器和磁場傳感器等領域的應用。 量子成像： 探討利用糾纏光子對實現超分辨成像和低光照成像的技術。 第四章 量子糾纏的挑戰與未來展望 本章將聚焦當前量子糾纏研究麵臨的挑戰，包括糾纏的産生效率、傳輸損耗、相乾時間限製等，並展望量子糾纏技術的未來發展方嚮。我們將討論量子互聯網、通用量子計算機的實現路徑，以及量子糾纏在更廣泛領域的潛在影響。 當前麵臨的技術挑戰： 糾纏態的穩定生成與操控： 分析如何提高糾纏源的亮度、效率和質量，以及如何實現更精確的糾纏態操控。 量子態的長距離傳輸： 探討如何在光縴、自由空間中剋服損耗和退相乾，實現量子信息的遠距離傳輸。 量子比特的相乾性與擴展性： 討論如何延長量子比特的相乾時間，並實現大規模量子係統的集成。 未來的發展方嚮： 量子互聯網的構建： 展望基於糾纏的量子網絡，實現量子信息在全球範圍內的分發與共享。 通用量子計算機的實現： 探討實現具備大規模糾纏操控能力的通用量子計算機的途徑，以及其對科學研究和社會發展的顛覆性影響。 量子糾纏在其他領域的拓展： 思考量子糾纏在材料科學、生命科學、基礎物理學等領域可能帶來的新發現和新應用。 倫理與社會影響： 簡要探討量子技術發展可能帶來的倫理、安全和社會問題，以及如何引導其健康發展。 結論 本書力求從理論到實踐，全麵而深入地展現量子糾纏的科學圖景。通過對量子糾纏的深入理解，讀者將能夠把握未來科技發展的重要脈搏，洞察其蘊含的巨大潛力和無限可能。我們相信，量子糾纏將是塑造未來世界的關鍵力量之一。 目標讀者 對量子力學和量子信息感興趣的本科生和研究生。 從事量子物理、量子信息、計算科學、通信工程等相關領域的研究人員。 希望瞭解前沿科技發展趨勢的科學愛好者和技術從業者。 本書結構清晰，內容豐富，涵蓋瞭量子糾纏領域的核心概念、關鍵技術和最新進展，是您深入理解和探索量子糾纏世界的理想讀物。

評分☆☆☆☆☆

作為一個習慣於閱讀具有鮮明個人風格的學術著作的讀者，我對這本書整體的敘事節奏感到有些不適應。它的語言風格極其平鋪直敘，缺乏必要的“鈎子”來抓住讀者的注意力。例如，在介紹傅裏葉光學和衍射理論時，它采用瞭一種非常綫性的、教科書式的論證結構，每一步都嚴絲閤縫，但讀起來卻像在啃乾巴巴的木頭。我期待能看到作者引入一些曆史上的關鍵辯論，或者用一些更生動、更貼近現實的例子來解釋像“菲涅耳衍射”這樣的復雜概念。比如，將衍射與我們日常生活中遇到的圖像模糊問題聯係起來，或者用一個巧妙的類比來解釋角譜傳播法的物理意義。這本書在數學推導上是無可挑剔的，但它似乎遺漏瞭“點燃讀者興趣”這一關鍵環節。閱讀體驗上，它更偏嚮於一本工具書的參考部分，而非一本能激發深入探索欲的專著。如果能加入一些“思考題”或者“延伸閱讀”，引導讀者主動去挖掘其背後的深層物理，效果可能會好很多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有意思，那種深邃的藍色調，配上簡潔的白色字體，給人一種既專業又略帶神秘的感覺，初次翻閱時，我主要關注的是它在信息論基礎方麵的處理方式。我原本期望看到更深入地探討香農信息論在光子係統中的具體應用，比如如何利用光波的相位和振幅自由度來編碼更多信息，超越傳統電信號的二進製限製。然而，我發現書中對這部分內容的鋪陳相對保守，更多地集中在光通信的經典模型上，例如波導理論和光縴的損耗機製。雖然這些基礎知識紮實可靠，對於初學者來說無疑是很好的入門磚，但對於有一定基礎，期待能看到前沿理論突破的讀者來說，可能會覺得意猶未盡。例如，關於量子糾纏在高速數據傳輸中的潛力，書中隻是在結論部分一筆帶過，缺乏詳細的數學推導和實驗案例的支撐。如果能用更具象的類比，將抽象的光場調製與信息熵建立更緊密的聯係，想必會大大提升可讀性和吸引力。總體來說，它更像是一部嚴謹的大學教材的初稿，規範有餘，創新不足。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量是我在閱讀過程中一個持續的睏擾點。圖錶的清晰度和標注的規範性對於理解復雜的物理過程至關重要。遺憾的是，許多關於光縴模式場分布和光路耦閤效率的示意圖都顯得模糊不清，分辨率不高，特彆是那些涉及三維結構的圖例，細節丟失嚴重，使得我們很難準確把握光束在不同介質界麵處的摺射和反射軌跡。此外，公式的格式也略顯混亂，一些希臘字母在不同章節中的字體或粗細存在不一緻的情況，這在嚴謹的科學讀物中是需要嚴格避免的。例如，描述光縴色散補償時，公式中對零色散波長的標記與前麵對群速度延遲的定義使用的符號不統一，這無疑會增加初學者理解的難度和齣錯的概率。我希望看到的是一套高度規範化、視覺上賞心悅目的排版，能夠最大程度地減少因視覺乾擾而分散精力的情況，讓讀者的全部注意力都集中在核心的技術概念上。

評分☆☆☆☆☆

我在關注光電探測器和調製器的最新進展，這本書的相應章節讓我感到有些滯後。書中主要集中在傳統的PIN光電二極管和馬赫-曾德爾調製器的工作原理上。雖然這些是基礎，但現在市場和研究的前沿顯然已經轉移到瞭雪崩光電二極管（APD）的高效能應用以及鈮酸鋰（LiNbO3）高速調製器的優化設計上。書中對APD的增益均勻性和噪聲特性分析得不夠深入，尤其是對新型疊層結構APD的性能提升缺乏提及。更重要的是，對於當前主流的相乾光通信所依賴的高階調製格式（如QPSK、16-QAM）所需的偏振分集復用和相位恢復技術，本書似乎避而不談，或者隻是輕描淡寫地提及。這使得這本書在指導當前主流高速光網絡設計方麵，顯得力不從心。對於希望瞭解如何突破現有數據速率瓶頸的工程師來說，這本書提供的技術棧稍顯陳舊。

評分☆☆☆☆☆

我最近在忙一個關於非綫性光學器件的小項目，所以抱著極大的熱情打開瞭這本書，希望能找到一些關於集成光路中光限製器和開關的工作原理的詳細剖析。這本書的第三章專門講瞭非綫性效應，這讓我眼前一亮。不過，當我深入閱讀時，我發現它對布裏淵散射和拉曼散射的描述停留在現象層麵，缺乏對材料非綫性係數的精確量化模型及其在不同增益介質中的實際測量方法。比如，書中提到利用摻鉺光縴放大器（EDFA）中的非綫性效應來提高信噪比，但卻沒有提供一個實用的、可以拿來計算的錶格或公式集，來指導工程師如何根據輸入功率和光縴長度來優化這些參數。我更希望看到關於光孤子在光縴中的穩定傳輸和控製技術，因為這是實現超高速、長距離傳輸的關鍵。書中對孤子現象的介紹非常簡短，幾乎沒有涉及如何通過色散管理來維持孤子的完整性，這對於從事實際係統設計的人來說，是一個很大的遺憾。它更像是對物理現象的概述，而非工程實現的指南。