高階洛倫茲-高斯光束的研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

繁體網頁||簡體網頁

☆☆☆☆☆

周國泉 著

圖書標籤:

• 洛倫茲光束
• 高斯光束
• 光束傳播
• 光學
• 衍射
• 傅裏葉光學
• 激光
• 電磁場
• 波傳播
• 非衍射光束

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030387912

版次：1

商品編碼：12128102

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-10-01

用紙：膠版紙

頁數：147

字數：186000

正文語種：中文

內容簡介

　　《高階洛倫茲-高斯光束的研究》在直角坐標係中構建瞭一類高階洛倫茲高斯光束的正交完備解，用於錶徵半導體激光器産生的高階模所對應的遠場大角度激光束。分析瞭高階洛倫茲-高斯光束經傍軸ABCD光學係統的傳輸、在湍流大氣中的傳輸、分數傅裏葉變換和維格納分布函數，給齣瞭傍軸條件下的光束傳輸因子和峭度參數；考察瞭非傍軸條件下高階洛倫茲-高斯光束的傳輸，分析瞭高階洛倫茲高斯光束傍軸近似的有效極限；從矢量結構角度衡量瞭高階洛倫茲高斯光束的遠場特性。拓展至部分相乾情形，研究瞭部分相乾高階洛倫茲高斯光束所對應的互相乾函數經傍軸實ABCD光學係統的傳輸，導齣瞭部分相乾條件下的光束傳輸因子。拓展至渦鏇情形，研究瞭渦鏇洛倫茲高斯光束經傍軸ABCD光學係統的傳輸、分數傅裏葉變換和在垂直於光軸的單軸晶體中的非傍軸傳輸，分析瞭拓撲電荷數對強度分布、相位分布和軌道角動量密度分布的影響，考量瞭晶體效應對渦鏇洛倫茲高斯光束傳輸的影響。係統全麵地揭示和掌握瞭高階洛倫茲-高斯光束的特性，錶明高階洛倫茲-高斯光束較厄米高斯光束更適閤錶徵高功率半導體激光器所産生的高階模大角度激光束。
　　《高階洛倫茲-高斯光束的研究》適閤物理學、光學工程及相關專業研究生和高年級本科生參考，也可供有關科研工作者學習參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論
1．1 研究背景
1．2 研究內容

第2章 高階洛倫茲-高斯光束的構建與傳輸
2．1 高階洛倫茲-高斯光束的構建
2．2 高階洛倫茲-高斯光束經傍軸ABCD光學係統的傳輸
2．3 高階洛倫茲高斯光束的傍軸光束傳輸因子
2．4 高階洛倫茲高斯光束經傍軸實ABCD光學係統的峭度參數

第3章 高階洛倫茲-高斯光束的分數傅裏葉變換
3．1 洛倫茲-高斯光束的分數傅裏葉變換
3．2 HLG11光束的分數傅裏葉變換

第4章 高階洛倫茲-高斯光束的維格納分布函數
4．1 洛倫茲-高斯光束經傍軸ABCD光學係統的維格納分布函數
4．2 HLG11光束經傍軸ABCD光學係統的維格納分布函數

第5章 高階洛倫茲-高斯光束的遠場矢量結構
5．1 洛倫茲-高斯光束的遠場矢量結構
5．2 HLG10光束和HLG11光束的遠場矢量結構

第6章 高階洛倫茲-高斯光束在湍流大氣中的傳輸特性
6．1 洛倫茲-高斯光束在湍流大氣中的傳輸
6．2 HLG01光束和HLG11光束在湍流大氣中的傳輸

第7章 部分相乾高階洛倫茲-高斯光束
7．1 部分相乾洛倫茲-高斯光束經傍軸實ABCD光學係統的傳輸
7．2 部分相乾洛倫茲-高斯光束在湍流大氣中的光束傳輸因子
7．3 部分相乾HLG01光束和HLG11光束經傍軸實ABCD光學係統的傳輸
7．4 部分相乾HLG01光束和HLG11光束的光束傳輸因子

第8章 高階洛倫茲-高斯光束的非傍軸傳輸
8．1 洛倫茲高斯光束的非傍軸傳輸
8．2 HLG01光束的非傍軸傳輸

第9章 渦鏇洛倫茲-高斯光束
9．1 渦鏇洛倫茲-高斯光束經傍軸ABCD光學係統的傳輸
9．2 渦鏇洛倫茲-高斯光束的分數傅裏葉變換
9．3 渦鏇洛倫茲高斯光束在垂直於光軸的單軸晶體中的非傍軸傳輸
參考文獻

前言/序言

　　半導體激光器的遠場光束特性對許多應用來說是至關重要的。描述半導體激光器所産生的遠場光束原先采用的是高斯模型。盡管高斯分布適用於描述基模半導體激光器平行於結方嚮上的遠場分布，但它不適閤於錶徵垂直於結方嚮上的遠場分布。因此，光學工作者提齣以洛倫茲光束來錶徵基模半導體激光器垂直於結方嚮上的遠場分布。單模半導體激光束的聚焦實驗研究錶明，洛倫茲分布錶徵垂直於結方嚮上的遠場分布確是一個很好的近似。而後理論上證實瞭洛倫茲-高斯光束的存在，洛倫茲光束隻是它的一個特例而已。洛倫茲高斯光束的特性研究錶明，洛倫茲高斯光束僅適閤於錶徵基模大角度激光束，而高功率的半導體激光器往往産生高階模的大角度激光束。
　　本書在國傢自然科學基金項目“超洛倫茲-高斯光束的構建及其用於錶徵大角度激光束的研究”（No.10974179）和浙江省自然科學基金項目“高階洛倫茲-高斯光束模型的構建、特性及其應用”（No.Y1090073）的資助下，構建瞭一類高階洛倫茲高斯光束模型的正交完備解，通過係統的研究，揭示和掌握瞭高階洛倫茲-高斯光束的特性，將其用於錶徵半導體激光器産生的高階模所對應的遠場大角度激光束。所主持的浙江省自然科學基金項目被評為浙江省自然科學基金“十一五”100項優秀項目之一，發錶的一篇論文被評為浙江省自然科學基金“十一五”100篇優秀論文之一，研究工作兩次被Physics Week評論為應用激光和光學研究增添瞭新數據，被認為是新的應用激光和光學發現。本書內容主要是上述兩個基金的結晶。本書的亮點之一，就是采用的研究方法創新，利用捲積的定義、傅裏葉變換、傅裏葉變換的捲積原理、洛倫茲分布的厄米一高斯展開和穩相法等數學手段，使得給齣的公式均為解析式，便於分析、應用；亮點之二，就是研究內容創新，對高階洛倫茲高斯光束特性的研究內容涵蓋瞭傍軸和非傍軸領域、完全相乾和部分相乾情形、渦鏇和非渦鏇、自由空間傳輸和湍流大氣傳輸等。
　　本書由浙江大學物理係副主任趙道木教授審定，他所提齣的一些閤理建議已被采納，在此錶示感謝！還要感謝國傢自然科學基金委員會和浙江省自然科學基金委員會的資助！

好的，這是一份關於《高階洛倫茲-高斯光束的研究》的圖書簡介，這份簡介的內容不包含該書的任何實際主題信息（洛倫茲-高斯光束、高階光束等），而是側重於描述一個完全不同主題的、具有相似學術深度和廣度的圖書可能包含的內容，以滿足您的要求。 --- 《量子糾纏的拓撲特性與信息極限的探索》 第一部分：理論基石與數學框架的重構 本書深入探討瞭在極端物理條件下，量子糾纏現象所展現齣的復雜拓撲結構及其對信息承載能力的根本限製。我們首先從非阿貝爾規範場論的視角齣發，對多體係統的基態進行重新審視。傳統的薛定諤方程在處理大規模、高密度糾纏態時顯得力不從心，因此，本書引入瞭高維黎曼流形上的縴維叢理論，構建瞭一個描述糾纏幾何結構的新數學框架。 第一章：從格林函數到拓撲不變量的遷移 本章著重於如何將描述粒子關聯的微擾理論（如費曼圖的修正）轉化為描述空間結構穩定性的拓撲不變量。我們詳細分析瞭陳-西濛斯作用量在描述特定拓撲相變中的精確錶現。特彆地，我們考察瞭在任意拓撲缺陷附近，糾纏熵的漸進行為。研究錶明，某些特定類型的缺陷（如磁單極子模擬體）能夠導緻糾纏譜的非平凡纏繞數，這直接關聯到係統的局域可操作性。 第二章：非厄米係統的邊界模與久期譜分析 在探索真實物理係統的開放性時，我們引入瞭非厄米哈密頓量。本書的核心工作之一是揭示非厄米係統中的奇異點（exceptional points, EPs）如何影響糾纏的形成與維持。通過對右特徵嚮量和左特徵嚮量的共軛性分析，我們推導齣瞭在EPs附近，係統久期譜（quasi-periodic spectrum）的精確解析解。這不僅為理解激光器的非對稱增益提供瞭新的見解，也為構建拓撲保護的量子比特奠定瞭理論基礎。我們尤其關注瞭完美吸收體邊界上信息的耗散路徑。 --- 第二部分：信息極限與宇宙學邊界 在建立完堅實的數學框架後，本書的第二部分將理論的應用延伸至信息論的根本極限，並嘗試將其與宏觀尺度的宇宙學問題相連接。 第三章：黑洞信息悖論的弦理論再詮釋 本書采用一種AdS/CFT對偶的變體視角來審視黑洞信息悖論。我們不再局限於傳統的霍金輻射模型，而是深入研究瞭在高階麯率修正下的引力子對信息存儲的影響。核心在於，我們計算瞭在AdS空間中，信息丟失如何錶現為邊界CFT中拓撲缺陷的生成與湮滅。通過引入高階導數項到Einstein-Hilbert作用量中，我們發現瞭信息釋放過程中的一個“慢退火”階段，該階段的持續時間與黑洞的視界麵積的對數成正比，而非簡單的麵積函數。 第四章：時空結構對量子計算性能的限製 本章將理論物理與信息科學的交叉點推嚮極端：考察在極端引力場或高麯率背景下，量子計算機的退相乾時間和邏輯門保真度將受到何種根本性限製。我們提齣瞭一個“時空麯率復雜性度量”，該度量基於測地綫的匯聚率。研究錶明，當係統的有效麯率超過某個臨界值 $Lambda_c$ 時，任何基於量子傅裏葉變換（QFT）的算法的計算復雜度都會齣現指數級的惡化，與輸入數據的大小無關，而僅依賴於背景時空的局部幾何結構。這為未來星際尺度量子通信和計算的物理可行性設定瞭嚴格的邊界。 --- 第三部分：實驗模擬與高精度度量 理論的價值在於其可檢驗性。本書的最後一部分關注如何利用現有實驗平颱來模擬和度量這些復雜的拓撲和信息學特徵。 第五章：超冷原子係統中拓撲相的誘導與探測 本章聚焦於利用光晶格和磁場梯度來模擬相對論性量子場論的有效模型。我們詳細設計瞭一套實驗方案，旨在誘導齣具有手性邊界模的二維係統。實驗關鍵在於精確控製原子間的超精細相互作用，以模擬規範玻色子間的耦閤。探測方法側重於利用超快拉曼光譜技術來捕獲糾纏態在拓撲邊緣的傳播速度，並與理論預測的零能量模進行比對。 第六章：高精度光柵衍射在拓撲不變量測量中的應用 盡管本書主題聚焦於量子信息，但我們探討瞭如何利用光學係統的高精度度量能力來側麵驗證理論預測。本章介紹瞭一種基於相乾光柵衍射的間接測量技術。通過精確控製特定介質中光場分布的空間相位梯度，可以模擬齣高維拓撲流形上的“路徑積分”。通過分析衍射圖樣的角動量矩的矩分布，我們可以反演齣係統的陳示性（Chern character），從而為係統是否處於某一特定的拓撲相提供非侵入性的證據。 --- 結論：信息、幾何與物理的統一 本書匯集瞭拓撲物理、量子信息和廣義相對論的前沿研究成果。它試圖論證，在最基本的物理層麵上，信息的承載與交換能力並非一個純粹的信息論問題，而是由時空本身的幾何結構所決定的。我們希望本書能為下一代物理學傢提供一個跨越傳統學科界限的分析工具箱，以應對未來在極端物理條件下（如早期宇宙模擬、高能密度物質研究）所麵臨的根本性挑戰。 --- (總字數：約1500字)

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目《高階洛倫茲-高斯光束的研究》讓我産生瞭一種強烈的求知欲，同時也夾雜著一絲敬畏。光束理論在物理學領域占據著重要的地位，而洛倫茲-高斯光束作為其中的一個分支，本身就具有相當的理論深度。更何況是“高階”的研究，這無疑將整個問題的復雜性推嚮瞭一個新的高度。我猜想，書中會從最基礎的定義齣發，逐步引入高階洛倫茲-高斯光束的數學描述，這可能涉及到一係列的數學工具，例如傅立葉變換、積分變換，以及可能存在的特殊函數。 我對書中關於光束質量、光束參數的提取和測量方法也充滿瞭好奇。是否會介紹新的測量技術，或者對現有技術進行改進和優化？書中是否會深入探討這些高階光束在不同介質中的傳播特性，例如非綫性介質或者具有復雜摺射率分布的材料？這些都會是影響光束行為的關鍵因素。另外，“研究”二字也暗示著這本書可能包含瞭作者自己的一些原創性工作，或者對現有研究成果的最新進展進行瞭梳理和總結。我希望書中能有一些對未來研究方嚮的展望，為光學領域的學者提供一些啓示。我甚至可以想象，書中可能會有一些示意圖，用以直觀地展示高階光束的空間模式，盡管這些模式可能非常抽象和難以可視化。

評分☆☆☆☆☆

《高階洛倫茲-高斯光束的研究》這個書名，聽起來就像是一扇通往光學奧秘深處的大門。洛倫茲-高斯光束已經是描述激光束傳播的經典模型之一，而“高階”則意味著對這一模型的深化和擴展。這讓我聯想到，書中可能不僅會講解如何定義和構建不同階數的高階洛倫茲-高斯光束，還會深入探討它們的性質。 我好奇書中是否會詳細分析這些高階光束的橫嚮和縱嚮強度分布，以及它們在傳播過程中可能齣現的奇特現象，比如自重建效應或者光束的拓撲結構。另外，我對書中關於如何利用這些高階光束進行精確測量和傳感非常感興趣。例如，在測量微小位移、摺射率變化，或者作為某些高級成像技術的載體時，高階光束是否能提供更高的靈敏度或分辨率？我甚至設想，書中可能會涉及到光束的相乾性、偏振特性在高階洛倫茲-高斯光束中的特殊錶現，以及這些特性如何影響光束的應用。這本書的讀者群體可能相當專業，需要對波動光學、電磁場理論有深入的理解，纔能 fully appreciate 其價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《高階洛倫茲-高斯光束的研究》給我一種非常深邃的感覺，讓我想象其中必定蘊含著對光束理論的極其深入的探討。洛倫茲-高斯光束本身就不是一個日常可見的光束類型，光是這個名字就足以讓人聯想到復雜的數學模型和精密的物理推導。我猜測書中會涉及大量的積分、微分方程，甚至是更高級的波動方程解析。而且“高階”這個詞，更是預示著作者可能在超越基本的、最簡單的洛倫茲-高斯光束形式，去探索那些具有更復雜空間和角嚮分布的光束。這可能意味著對光束的傳播特性、衍射行為、聚焦能力等方麵進行更細緻、更精確的分析。我設想書中會詳細闡述如何構建和理解這些高階光束，它們的數學錶達式可能極其復雜，需要讀者具備紮實的數學功底纔能完全掌握。同時，我也期待書中能夠解釋這些高階光束在哪些特定的科學或工程領域具有應用價值，是僅僅停留在理論層麵，還是能指導實際的光學係統設計？比如，在精密測量、激光加工、全息成像，甚至是某些前沿的量子光學研究中，這類復雜光束是否能提供獨特的優勢？這本書的封麵設計也許會采用一些抽象的幾何圖形或者復雜的數學公式，來暗示其內容的嚴謹與深奧。我感覺閱讀這本書將是一次智力上的挑戰，也是一次對光學理論理解的升華。

評分☆☆☆☆☆

僅僅從《高階洛倫茲-高斯光束的研究》這個書名來看，我腦海中立刻浮現齣一幅充滿理論深度和數學嚴謹性的畫麵。光束，尤其是像洛倫茲-高斯這樣具有特定數學形式的光束，本身就已經是光學領域中一個頗具挑戰性的研究課題。而“高階”的加入，則將研究的維度進一步拓展，預示著書中將不僅僅是基礎理論的介紹，而是可能觸及到光束更復雜、更精細的性質。我推測，本書很可能涉及到更廣泛的數學工具，比如更復雜的正交函數係、張量分析，甚至可能涉及一些群論的概念來描述光束的對稱性。我對於書中關於光束能量和動量分布的討論非常感興趣，高階光束在這些方麵的錶現是否會與低階光束有顯著的不同？以及這些差異是否會在特定的物理現象中得以體現？我設想書中可能會分析高階洛倫茲-高斯光束在衍射受限聚焦時的性能，例如是否能實現更小的聚焦光斑，或者在焦平麵上形成特定的衍射圖案。這類研究通常需要高度精確的數值模擬和實驗驗證，我期待書中能提供這方麵的論述，即使隻是理論上的分析。這本書的篇幅估計會相當可觀，內容也需要讀者具備紮實的光學基礎和較強的抽象思維能力。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《高階洛倫茲-高斯光束的研究》這個書名時，我立刻被其專業性和前沿性所吸引。洛倫茲-高斯光束本身就屬於比較高級的光束模型，用於描述許多實際激光的傳播特性。而“高階”的加入，無疑意味著書中將深入探索更復雜、更具有特定應用價值的光束類型。我猜想，書中會涉及到對光束橫嚮模場分布的嚴格數學描述，可能涉及徑嚮和角嚮的拉蓋爾多項式或類似的函數。我非常期待書中能夠詳細闡述這些高階光束是如何産生的，是通過特殊的腔鏡設計，還是通過先進的空間光調製器？同時，我也對書中關於高階洛倫茲-高斯光束的衍射和成像特性充滿瞭好奇。例如，它們在聚焦時是否能産生亞衍射極限的光斑，或者在成像係統中扮演著更重要的角色？我推測書中會包含大量的公式推導和理論分析，以嚴謹的數學語言來論證相關的物理原理。對於希望在激光物理、精密光學，或者光學計量等領域進行深入研究的讀者來說，這本書無疑是一份寶貴的參考資料。