中外物理學精品書係·引進係列（23）·光子晶體光縴：特性及應用（影印版） [Photonic Crystal Fibers] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[意] 波利（F.Poli），[意] 庫奇諾塔（A.Cucinotta），[意] 塞萊裏（S.Selleri） 著

圖書標籤:

• 光子晶體光縴
• 光縴
• 物理學
• 光學
• 材料科學
• 通信
• 影印版
• 中外物理學精品書係
• 引進係列
• 光子學

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301226919

版次：1

商品编码：11305541

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

外文名称：Photonic Crystal Fibers

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：233

字数：300000

正文语种：英文

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·引進係列（23）·光子晶體光縴：特性及應用（影印版）》內容豐富，涵蓋麵廣，可讀性強，其中既有對我國傳統物理學發展的梳理和總結，也有對正在蓬勃發展的物理學前沿的全麵展示；既引進和介紹瞭世界物理學研究的發展動態，也麵嚮國際主流領域傳播中國物理的優秀專著。

內頁插圖

目錄

Preface
Acknowledgements
Introduction
1 Basics of photonic crystal fibers
1.1 From conventional optical fibers to PCFs
1.2 Guiding mechanism
1.2.1 Modified totalinternal reflection
1.2.2 Photonic bandgap guidance
1.3 Properties and applications
1.3.1 Solid-core fibers
1.3.2 Hollow-core fibers
1.4 Loss mechanisms
1.4.1 Intrinsic loss
1.4.2 Confinement loss
1.4.3 Bending loss
1.5 Fabrication process
1,5.1 Stack-and-draw technique
1.5.2 Extrusion fabrication process
1.5.3 Microstructured polymer optical fibers
1.5.4 OmniGuide fibers
1.6 Photonic crystal fibers in the market
Bibliography

2 Guiding properties
2.1 Square-lattice PCFs
2.1.1 Guidance
2.1.2 Cuto:ff
2.2Cutoff of large-mode area triangular PCFs
2.3 Hollow-core-modified honeycomb PCFs
2.3.1 Guidance andleakage
2.3.2 Birefringence
Bibliography

3 Dispersion properties
3.1 PCFs for dispersion compensation
3.2 Dispersion of square-lattice PCFs
3.3 Dispersion-fl.attened triangular PCFs
3.3.1 PCFs with modified air-hole rings
3.3.2 Triangular-core PCFs
Bibliography

4 Nonlinear properties
4.1 Supercontinuum generation
4.1.1 Physics of supercontinuum generation
4.1.2 Highly nonlinear PCFs
4.1.3 Dispersion properties and pump wavelength
4.1.4 Infiuence of the pump pulse regime
4.1.5 Applications
4.2 Optical parametric amplification
4.2.1 Triangular PCFs for OPA
4.2.2 Phase-matching condition in triangular PCFs
4.3 Nonlinear coefficient in hollow-core PCFs
Bibliography

5 Raman properties
5.1 Raman effective area and Raman gain coefficient
5.2 Raman properties of triangular PCFs
5.2.1 Silica triangular PCFs
5.2.2 Tellurite triangular PCFs
5.2.3 Enlarging air-hole triangular PCFs
……
6 Erbium-doped fiber amplifiers
A Finite Element Method

精彩書摘

　　1.3.1 Solid-core fibers
　　Index-guiding PCFs， with a solid glass region within a lattice of air-holes， offer a lot of new opportunities， not only for applications related to fundamental fiber optics. These opportunities are related to some special properties of the photonic crystal cladding， which are due to the large refractive index contrast and the two-dimensional nature of the microstructure， thus affecting the birefringence， the dispersion， the smallest attainable core size， the number of guided modes and the numerical aperture and the birefringence. Highly birefringent fibers Birefringent fibers， where the two orthogonally polarized modes carried in a single-mode fiber propagate at different rates， are used to maintain polarization states in optical devices and subsystems. The guided modes become birefringent if the core microstructure is deliberately made twofold symmetric， for example， by introducing capillaries with different wall thicknesses above and below the core. By slightly changing the air-hole geometry， it is possible to produce levels of birefringence that exceed the performance of conventional birefringent fiber by an order of magnitude. It is important to underline that， unlike traditional polarization maintaining fibers， such as bow tie， elliptical-core or Panda， which contain at least two different glasses， each one with a different thermal expansion coefficient， the birefringence obtainable with PCFs is highly insensitive to temperature， which is an important feature in many applications. An example of the cross-section of a highly birefringent PCF is reported in Fig. 1.6.
　　Dispersion tailoring
　　The tendency for different light wavelengths to travel at different speeds is a crucial factor in the telecommunication system design. A sequence of short light pulses carries the digitized information. Each of these is formed from a spread of wavelengths and， as a result of chromatic dispersion， it broadens as it travels， thus obscuring the signal. The magnitude of the dispersion changes with the wavelength， passing through zero at 1.3 μm in conventional opticalfibers.
　　……

前言/序言

光縴通信的革新：光子晶體光縴的奧秘與前沿 在信息爆炸的時代，通信技術如同人類社會的動脈，承載著海量數據的流動。而作為現代通信基石的光縴，其技術的每一次進步都深刻地改變著我們連接世界的方式。在這場光縴技術的演進浪潮中，光子晶體光縴（Photonic Crystal Fibers, PCFs）無疑是一顆耀眼的明星，以其前所未有的結構設計和獨特的物理特性，為光縴通信乃至更廣泛的光學應用領域帶來瞭革命性的突破。 挑戰傳統，破繭成蝶：光子晶體光縴的誕生 傳統光縴，通常由兩層不同摺射率的介質構成，利用全內反射（Total Internal Reflection, TIR）原理限製光在縴芯中傳輸。這種結構雖然成熟可靠，但在某些應用場景下，其性能提升已漸顯瓶頸。例如，在需要精密控製光束特性、實現新型功能器件或應對極端傳輸環境時，傳統光縴的設計靈活性受到限製。 光子晶體光縴的齣現，打破瞭這一僵局。它並非依賴傳統的摺射率差異，而是巧妙地利用瞭“光子帶隙”（Photonic Band Gap, PBG）效應，或者通過特殊的幾何結構改變瞭其有效摺射率。光子晶體，顧名思義，是一種周期性排列的介電材料結構，這種周期性結構能有效地調製光的傳播，形成特定的“光子帶隙”，即在某些頻率範圍內的光無法在其中傳播。 光子晶體光縴的核心在於其“包層”的特殊設計。與傳統光縴實心的包層不同，光子晶體光縴的包層中存在著規則排列的空氣孔或填充瞭其他材料的微小通道。正是這些周期性分布的微小結構，構建瞭一個“微納尺度的光學晶體”，使得光子的傳播行為變得更加豐富和可控。 兩大機製，譜寫傳奇：PCF的光學特性 根據實現光限製的物理機製，光子晶體光縴主要分為兩大類： 1. 光子帶隙光縴（Photonic Band Gap Fibers, PBGFs）：這類光縴的傳輸機製依賴於宏觀光子帶隙效應。其包層中的周期性微孔結構形成瞭一個在特定波長範圍內具有光子帶隙的介質。如果縴芯的材料對這個波長範圍的光不具有帶隙，那麼光就會被限製在縴芯中傳播，因為在包層區域，光無法傳播。這種機製的獨特之處在於，即使縴芯的摺射率低於包層，也能實現光縴傳輸。這為設計具有前所未有的特性，如零色散波長可調、負有效摺射率等PCF提供瞭可能。 2. 形成模式光縴（Index-Guiding Fibers）：這類光縴與傳統光縴在光限製機製上更為相似，同樣依賴於摺射率差異。然而，其核心的創新在於利用瞭微納結構帶來的“有效摺射率”概念。包層中的周期性空氣孔改變瞭包層區域的平均摺射率，從而可以在縴芯和包層之間形成較大的有效摺射率差，實現對光的約束。這類PCF的設計靈活性極高，可以通過改變空氣孔的尺寸、形狀、排列方式以及孔的填充材料，精確調控光縴的光學特性，例如實現單模傳輸、低損耗傳輸、大模場麵積等。 特性之巔，應用之廣：PCF的獨特優勢 光子晶體光縴的獨特結構帶來瞭許多傳統光縴難以企及的優勢： 高度的自由設計度：通過精細調控包層微孔的幾何形狀、尺寸、排列方式，以及孔內填充物，可以極其靈活地設計和優化光縴的光學特性。這意味著我們可以根據特定的應用需求，量身定製齣具有特定性能的光縴，例如： 零色散波長可調：傳統光縴的色散特性相對固定，而PCF可以通過設計實現零色散點在任意波長範圍，甚至在多波長點實現零色散，這對於高速、長距離通信至關重要。 大模場麵積（Large Mode Area, LMA）：LMA-PCF能夠支持更大尺寸的基模，從而降低光學器件的耦閤損耗，提高光功率傳輸能力，尤其在光縴激光器和光縴放大器等領域有重要應用。 多模傳輸：通過設計特殊的孔結構，PCF可以支持多種模式的傳輸，這在某些特定應用，如模式復用通信中具有潛力。 非綫性效應的調控：PCF的幾何結構和材料組成可以極大地增強或減弱非綫性效應，這對於産生新型光學現象（如超連續譜）或抑製不利的非綫性效應至關重要。 偏振保持能力：通過引入不對稱的空氣孔結構，PCF可以實現優異的偏振保持性能，這在偏振相關應用中不可或缺。 特殊功能的集成：PCF的空氣孔可以被用來填充各種功能材料，如染料、非綫性晶體、半導體材料等，從而賦予光縴新的光學或傳感功能。 突破傳統材料限製：部分PCF的設計不依賴於高純度石英，允許使用低成本玻璃、塑料甚至金屬材料，這為光縴的製造成本和應用範圍提供瞭更廣闊的空間。 全新的光學現象：PCF的齣現為探索和利用前所未有的光學現象提供瞭平颱，例如在PCF中可以輕鬆實現超連續譜的産生，這是一個包含寬光譜範圍的光源，在光譜分析、醫學成像、時間測量等領域具有廣泛的應用前景。 應用前景，無限廣闊：PCF的實踐價值 光子晶體光縴憑藉其卓越的性能，已經在眾多領域展現齣巨大的應用潛力： 光通信領域： 高速、長距離傳輸：通過精確控製色散特性，PCF可以顯著提升光通信係統的傳輸速率和距離，剋服傳統光縴的色散限製。 光縴傳感：PCF的結構對外界環境變化（如溫度、壓力、化學物質）極其敏感，可以製備齣高精度、多功能的傳感器，用於環境監測、工業控製、醫療診斷等。 光縴激光器和放大器：LMA-PCF能夠提供更大的模場麵積，降低非綫性效應，提高輸齣功率，是高性能光縴激光器和放大器的關鍵組件。 非綫性光學研究：PCF是實現和研究各種非綫性光學效應的理想平颱，例如超連續譜産生、高次諧波産生、光剋爾效應等，為基礎科學研究和新型光電器件開發提供動力。 生物醫學領域： 高分辨率成像：PCF的低非綫性效應和可控色散特性，使其在生物組織成像、顯微鏡技術等領域具有應用潛力。 藥物輸送與診斷：將藥物或診斷試劑填充到PCF的孔中，可以實現精確的局部輸送和實時監測。 精密測量與光譜學：PCF在産生超連續譜光源方麵的優勢，使其成為高精度光譜分析、時間測量、量子信息處理等領域的重要工具。 航空航天與軍事應用：PCF的耐高溫、耐腐蝕等特性，以及其在傳感和通信方麵的獨特優勢，使其在極端環境下的應用前景備受關注。 展望未來：挑戰與機遇並存 盡管光子晶體光縴展現齣瞭令人振奮的應用前景，但其規模化生産、降低成本、提高可靠性以及與其他光學組件的集成仍然是需要持續攻剋的挑戰。然而，隨著材料科學、微納加工技術以及理論研究的不斷深入，我們有理由相信，光子晶體光縴將在未來的光學技術和信息産業中扮演越來越重要的角色，引領新一輪的光學革命，為人類社會的發展貢獻更多創新性的解決方案。

评分☆☆☆☆☆

這本書的引進，對於國內光學研究者和愛好者來說，無疑是一份厚禮。它不僅填補瞭國內在光子晶體光縴領域係統性專著的空白，更重要的是，它引入瞭國際上最前沿的研究成果和學術思想。我關注的焦點在於書中對光子晶體光縴“設計”和“製備”的探討。我瞭解到，光子晶體光縴的設計並非一蹴而就，需要精密的數值模擬和理論計算來優化其微結構參數，以達到特定的傳輸特性。而製備過程中的每一個環節，從材料選擇到拉絲工藝，都對最終的光縴性能産生至關重要的影響。書中對這些過程的詳細介紹，讓我得以窺見光子晶體光縴從概念走嚮現實的艱辛曆程。這本書所呈現的，不僅僅是知識，更是一種科學精神——精益求精，勇於探索。我期待通過閱讀這本書，能夠更好地理解光子晶體光縴的“為什麼”和“怎麼做”，從而為自己在相關領域的研究和開發打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《中外物理學精品書係·引進係列（23）·光子晶體光縴：特性及應用（影印版）》[Photonic Crystal Fibers]時，我最直觀的感受就是它厚重而紮實，這本身就預示著裏麵內容的分量。作為一名對光子學領域稍有涉獵的愛好者，我一直對光子晶體光縴這種新興的光學器件充滿好奇。它打破瞭傳統光縴的介電常數限製，通過周期性的微結構設計，實現瞭許多傳統光縴難以企及的光譜調控和傳輸特性。我特彆關注的是書中對光子晶體光縴的製造工藝和其內在物理機製的深入剖析。雖然我目前可能還無法深入到最前沿的實驗技術細節，但能夠通過這樣一本係統性的著作，瞭解到其基本原理、設計思路以及不同結構類型（如空芯光子晶體光縴、實芯光子晶體光縴等）各自的優劣勢，對我來說已經非常有價值瞭。我期待書中能有足夠多的圖示和清晰的理論推導，這樣即使是物理學背景不是特彆深厚的讀者，也能逐步理解其中的奧妙。整體而言，這本書給我的第一印象是，它是一本能夠幫助我構建起對光子晶體光縴完整知識體係的基石。

评分☆☆☆☆☆

我以一種近乎朝聖的心情打開瞭這本《Photonic Crystal Fibers》。它所涵蓋的知識廣度和深度，讓我深刻體會到物理學研究的嚴謹與精妙。對於我這樣一名對光學理論有著濃厚興趣的業餘愛好者來說，這本書提供瞭一個絕佳的學習平颱。我最欣賞的是書中對光子晶體光縴“特性”的細緻描繪。它不僅僅停留在概念層麵，而是深入到瞭對電磁場在周期性介質中傳播的麥剋斯韋方程組的求解，對布拉格衍射和光子帶隙的詳盡解釋。這些理論基礎的鋪墊，使得後麵的應用討論更具說服力。我尤其喜歡書中通過類比和形象的比喻來解釋復雜的物理現象，這讓我能夠跨越語言的障礙，更好地理解光子晶體光縴的內在邏輯。雖然影印版在排版和字體上可能略顯傳統，但其內容本身的價值，足以讓我忽略這些細枝末節。這本書讓我對光子晶體光縴的認識，從模糊的印象，逐漸變得清晰而深刻。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在光學領域摸索多年的研究者，我對“中外物理學精品書係”這個係列一直抱有很高的期待，而這本關於光子晶體光縴的引進版，更是讓我眼前一亮。我關注的重點在於其“特性及應用”部分。我深知，一個新技術的生命力，最終取決於它能否解決實際問題，産生實際的應用價值。這本書在理論探索和實際應用之間搭建瞭一座堅實的橋梁。我特彆感興趣的是書中列舉的光子晶體光縴在超連續譜産生、光縴激光器、精密測量以及生物醫學成像等方麵的具體應用案例。這些案例不僅展示瞭光子晶體光縴的獨特優勢，也為我提供瞭許多創新的靈感。書中對這些應用場景的分析，也讓我能夠更具體地理解光子晶體光縴在不同領域所扮演的角色，以及它們所麵臨的技術挑戰和發展前景。這本書無疑為我的研究工作提供瞭寶貴的參考和方嚮指引。

评分☆☆☆☆☆

這本書就像一個引人入勝的科學故事，緩緩展開。我之所以會被吸引，是因為它將“光子晶體光縴”這個看似高深的概念，通過嚴謹的學術語言和豐富的案例，呈現在我眼前。當我翻開這本書，首先映入眼簾的是那些令人驚嘆的光縴結構示意圖，它們精巧而復雜，仿佛一個個微觀的藝術品。我尤其對書中關於不同光子晶體光縴模式傳輸的討論感到著迷。傳統的單模光縴和多模光縴在傳輸容量和色散控製上存在固有的局限，而光子晶體光縴的齣現，則為突破這些限製提供瞭全新的思路。書中對“零色散波長調控”、“非綫性效應增強”等特性的詳細闡述，讓我看到瞭它在通信、傳感、激光等領域的巨大潛力。雖然某些章節的公式推導需要我仔細研讀，但作者們邏輯清晰的論證過程，讓我能夠逐步跟上他們的思路，最終理解這些神奇特性的物理根源。這本書不僅僅是知識的堆砌，更像是在引導我一步步探索光縴科學的未知疆域。

评分☆☆☆☆☆

看着还不错，纸张光滑

评分☆☆☆☆☆

挺好的。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

挺好的。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

科技书，趁着5折买比较合适。

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书很好，送货速度很快

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