微波磁光理论与磁光信号处理 武保剑 9787564714291 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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武保剑 著

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564714291

商品编码：29690714450

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名：微波磁光理论与磁光信号处理

定价：50.00元

作者：武保剑

出版社：电子科技大学出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787564714291

字数：327000

页码：254

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书研究基于微波静磁波的磁光耦合理论及其在磁光信号处理中的应用，属于磁光学与微波光电子学的交叉领域。全书分为l0章。章绪论，概述了微波磁光学的内涵及相关基础知识。第2章至第’5章是微波静磁波对导波光的衍射理论，包括静磁波的激发与传播、倾斜偏置磁场与不均匀偏置磁场中静磁波对导波光的Bra99衍射、多层磁光薄膜波导中静磁波与导波光的耦合方程等，涉及了三种有效提高磁光Bra99衍射效率的方法。第6章至第8章将微波磁光效应引入光信息处理领域，实现微波信号的磁光处理，即磁光频谱分析、磁光相关处理、磁光脉冲调制与压缩等。第9章和0章是磁光周期波导结构(一维磁光子晶体和磁光光纤光栅)在现代光信号处理中的潜在应用特点。
　　本书适用于大专院校光学工程、凝聚态物理、磁性材料与器件等专业的研究生，也可供从事磁光器件、微波光电子、光信号处理、光纤通信等方面研究的科研人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电磁波与光子的量子交互：微波磁光理论与磁光信号处理》 作者： 武保剑 出版社： （此处应为实际出版社名称） 书号： 9787564714291 内容简介： 本书深入探讨了微波频段内电磁波与物质磁性相互作用的本质，并在此基础上，系统阐述了如何利用这种相互作用实现高效的磁光信号处理。作者武保剑先生以其在磁光领域多年的深厚积累和独到见解，为读者呈现了一部集理论深度、技术广度与应用价值于一体的学术专著。本书旨在为从事微波技术、光学工程、材料科学、电子信息以及相关交叉学科的科研人员、工程师和研究生提供一个全面、系统且前沿的学习平台。 第一部分：微波磁光理论基础 本部分是本书的理论基石，旨在为读者构建理解微波磁光现象的完整知识框架。 第一章：经典电磁场理论与微波传播 复习麦克斯韦方程组在不同介质中的形式，重点阐述其在导波结构（如波导、微带线）中的应用，为理解微波如何在磁性材料中传播奠定基础。 深入分析微波的能量、动量和角动量概念，以及它们在传播过程中的守恒定律。 讨论微波与物质相互作用的微观机理，包括介电损耗和磁损耗，并分析其对信号传播的影响。 介绍多种典型微波传播模式，如TE、TM和TEM模式，以及它们在非均匀介质中的行为。 第二章：物质的磁性与磁畴结构 系统梳理从原子层面的磁矩起源到宏观磁性的形成过程，详细介绍顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性以及反铁磁性等不同磁性类型。 深入探讨铁磁材料和亚铁磁材料内部的磁畴结构，分析其形成原因、尺寸效应以及退磁场的扮演角色。 讲解磁畴壁的运动、磁畴转动等基本磁化过程，并分析外部磁场、温度、应力等因素对磁化行为的影响。 介绍常用的磁性材料表征技术，如磁滞回线测量、磁畴成像等，为后续的理论分析提供实验支撑。 第三章：微波与磁性物质的耦合机理 从量子力学角度出发，深入分析微波光子与磁性材料中电子自旋角动量之间的相互作用。阐述旋磁共振（Gyromagnetic Resonance）的物理本质，即微波能量被材料内部的磁化强度振荡所吸收或激发。 详细推导费利磁共振（Ferromagnetic Resonance, FMR）和反铁磁共振（Antiferromagnetic Resonance, AFMR）的理论表达式，包括共振频率、线宽、阻尼等关键参数，并分析其与材料磁各向异性、交换耦合、磁致伸缩等微观性质的关系。 探讨磁致伸缩效应在微波磁光耦合中的作用，分析应力对磁各向异性和共振频率的影响。 引入斯皮诺尔（Spin Wave）的概念，分析其在磁性材料中的激发、传播和衰减，以及与微波场的相互作用，为理解更复杂的磁光现象提供理论工具。 第四章：法拉第效应与磁致旋光效应 详尽阐述法拉第效应（Faraday Effect）的理论基础，即在平行于微波传播方向的外加磁场作用下，介质对左旋圆偏振和右旋圆偏振微波的传播常数产生差异，导致偏振面旋转。推导偏振面旋转角与磁场强度、介质长度、Verdet常数等参数的关系。 深入分析Verdet常数与材料微观结构、光频率（或微波频率）以及温度的关系，探讨如何设计具有强法拉第效应的磁光材料。 介绍磁致旋光效应（Magneto-Optical Kerr Effect, MOKE）的基本原理，分析其在反射式磁光器件中的应用潜力。 探讨在高频（微波）下的法拉第效应与磁致旋光效应的差异与联系，以及在不同材料体系（如铁氧体、稀土金属等）中的表现。 第五章：磁光各向异性与磁光传播模式 详细介绍磁光各向异性（Magneto-Optical Anisotropy）的概念，包括磁晶各向异性、形状各向异性、应力各向异性等，并分析它们对磁光效应的调制作用。 分析在具有磁光各向异性的介质中，微波的传播特性，例如可能出现的偏振依赖性传播，以及各种传播模式（如圆偏振模式、线偏振模式）的演化。 探讨微波在周期性磁光结构（如超材料）中的特殊传播现象，如布拉格衍射、光子带隙等，为设计新型磁光器件提供思路。 介绍磁光导波的概念，分析微波在磁光波导中的传输行为，以及偏振模式的耦合与转换。 第二部分：磁光信号处理技术 本部分将理论知识转化为实际应用，聚焦于如何利用微波磁光效应实现信号的处理与调制。 第六章：磁光调制器与开关 基于法拉第效应，设计和分析基于法拉第旋光器原理的微波调制器。详细讨论不同激励方式（如电流驱动、电场驱动）如何影响磁场强度，进而调制微波信号的幅度、相位或偏振。 介绍基于磁致旋光效应的反射式调制器和开关，分析其结构特点、工作原理以及在集成光学与微波电路中的应用。 探讨高速磁光调制器的设计挑战，包括响应速度、插入损耗、隔离度等关键性能指标，并提出相应的解决方案。 介绍利用磁畴动态特性实现微波信号开关功能的原理，分析磁畴壁运动的速度和控制精度对开关性能的影响。 第七章：磁光隔离器与环行器 深入分析磁光隔离器（Optical Isolator）的工作原理，重点阐述如何利用法拉第效应构建非互易器件，实现微波信号的单向传输，保护信源免受反射信号的干扰。 介绍不同结构形式的磁光隔离器，如基于法拉第旋光器的隔离器、基于磁致伸缩效应的隔离器等，并分析其优缺点。 探讨磁光环行器（Optical Circulator）的设计思路，分析如何通过多个磁光隔离元件的组合实现微波信号的多通道分流与汇聚。 分析磁光隔离器和环行器在微波通信、雷达系统、射频前端等领域的关键作用和应用前景。 第八章：磁光滤波器与频率选择器件 基于微波与磁性材料的共振特性，设计和分析磁光滤波器（Optical Filter）。阐述如何通过调节外加磁场强度、材料参数或器件结构来调控共振频率，从而实现对特定频率微波信号的选择性衰减或传输。 介绍基于磁畴共振的频率选择器件，分析其带宽、插入损耗、阻带抑制等性能。 探讨磁光可调滤波器的设计方法，实现滤波特性的动态调控，以适应复杂多变的信号环境。 分析在微波通信系统中，磁光滤波器的应用，例如信道选择、干扰抑制等。 第九章：磁光传感器与信号探测 将磁光效应的应用延伸至传感领域。介绍基于法拉第效应或磁致旋光效应的微波传感器，例如用于测量磁场强度、电流、温度或应力的传感器。 分析传感器的工作原理，包括信号的产生、转换和输出，并探讨其灵敏度、线性度、响应速度等关键性能指标。 介绍磁光探测技术在生物医学、环境监测、工业控制等领域的潜在应用。 探讨如何利用微波磁光效应构建新型的非接触式、高灵敏度的信号探测系统。 第十章：磁光超材料与新型器件 介绍近年来兴起的磁光超材料（Magneto-Optical Metamaterials）概念，分析如何通过设计具有特定几何结构和材料组成的亚波长单元，实现前所未有的磁光响应。 探讨磁光超材料在负折射率、电磁诱导透明（EIT）效应、超材料表面波等方面的应用潜力。 设计和分析基于磁光超材料的新型磁光器件，如超材料平板透镜、超材料隐身衣、超材料超振荡器件等。 展望磁光超材料在未来微波和光子集成电路、信息处理、量子技术等领域的颠覆性影响。 第三部分：实验技术与未来展望 本部分将介绍相关的实验技术，并对微波磁光领域的未来发展趋势进行展望。 第十一章：微波磁光实验技术 详细介绍用于研究微波磁光效应的典型实验设备和技术，包括微波信号源、功率计、频谱分析仪、网络分析仪、微波腔体、磁场发生装置等。 阐述法拉第效应和磁致旋光效应的实验测量方法，包括偏振测量、强度测量、相位测量等。 介绍磁性材料的制备和表征技术，以及微波器件的流片和测试流程。 探讨实验中可能遇到的挑战和误差分析，以及提高实验精度的策略。 第十二章：前沿研究与发展趋势 对当前微波磁光领域的研究热点进行梳理，例如在人工智能、物联网、5G/6G通信、量子计算等新兴技术领域，微波磁光器件所能扮演的角色。 探讨新型磁光材料（如二维磁性材料、拓扑磁绝缘体等）的发展及其对微波磁光器件性能的提升。 分析微波与光子集成（Photonic-Electronic Integrated Circuits）的融合趋势，以及磁光效应在其中实现无源、低功耗信号处理的潜力。 展望微波磁光理论与信号处理技术在未来科技发展中的重要地位和广阔的应用前景。 本书内容翔实，理论与实践并重，图文并茂，力求使读者在掌握微波磁光基本原理的基础上，能够深入理解各类磁光器件的设计、性能分析以及潜在的应用。武保剑先生及其团队的智慧结晶，定将为该领域的学术研究和工程实践注入新的活力。

评分☆☆☆☆☆

从另一个角度来看，这本书的价值体现得非常突出，那就是它对于历史脉络和不同学派观点的梳理。虽然我主要关注的是当前的研究热点，但书中对早年间几位先驱性物理学家提出的模型进行了细致的对比和评价，这提供了一个非常宏观的视角。它不仅告诉你“现在我们用什么理论”，更解释了“我们是如何走到这一步的，以及其他思路为什么没有被主流采用”。这种历史纵深感，使得我对整个磁光理论领域有了更立体的认知，不再是零散知识点的堆砌。我甚至能感受到作者在某些论述中流露出的对某些理论模型的偏爱或批判，这让冰冷的科学著作增添了一丝人文的色彩。总而言之，它更像是一份权威的、经过时间沉淀的“领域白皮书”，而不是一本面向快速入门的“快速上手指南”。对于希望在学术上有所建树，需要进行深入理论探索的读者而言，这是一部值得反复研读的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有意思，那种深邃的蓝色调，加上一些复杂的公式和图示隐约可见，让人一下就觉得这绝对是一本硬核的理工科书籍。我本来是冲着想了解一些前沿的光电技术应用去的，但拿到书后，花了很长时间才大致浏览完目录和前言。它似乎没有像我预期中那样，直接切入到最新产业的应用案例，而是非常扎实地从最基本的物理原理开始讲起。特别是关于磁场与光波相互作用的机理，作者用了大量的篇幅进行推导和论述，看得我直冒冷汗。如果说我期待的是一本“武功秘籍”，这本书更像是一本“内功心法大全”，非常强调基础的理论支撑。我个人觉得，对于那些只想快速了解某个应用的工程师来说，可能前几章会显得有些枯燥和晦涩，需要极大的耐心去啃读那些微分方程和张量分析。不过，对于真正的研究人员或者想深入理解底层逻辑的学生来说，这种详尽的论证方式无疑是宝贵的财富，它为你搭建了一个坚不可摧的理论框架，让你在面对实际问题时，不会只停留在“是什么”的层面，而是能追溯到“为什么”的根源。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的某些章节后，我产生了强烈的“被挑战”的感觉，这通常是好书的标志之一。它不会用那些过于通俗的语言来粉饰复杂的概念，而是直接将最原始、最精炼的数学描述呈现在你面前。比如，涉及到非线性光学效应的部分，作者的论述严密到几乎不留任何解释性的“空隙”，迫使读者必须自己去填补逻辑链条。这种写作风格的好处是，一旦你理解了，那么你对这个知识点的掌握程度会非常牢固，它不再是别人的结论，而是你通过推导得出的认知。然而，这种风格也带来了阅读上的高门槛。我记得在一次通宵阅读中，我不得不反复查阅高等数学和电磁场理论的教科书，来回顾那些已经生疏的背景知识，才能跟上作者的思路。这本书的价值在于其知识的“纯度”，但它要求读者必须具备极高的自我驱动力和扎实的先修知识储备，才能真正领会其深意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和字体选择相当讲究，能看得出出版社在细节上的用心。纸张的质感也很好，拿在手里有分量感，这对于一本动辄几百页的专业教材来说至关重要，毕竟要经常翻阅查阅。我特别留意了书中的插图部分，它们大多是黑白的，线条清晰，但图注的说明有时候显得过于精炼了。比如在解释某个特定磁光效应的实验装置示意图时，如果能配上更彩色的、更直观的实物图或者更详尽的流程说明，对于初学者来说会更加友好。我感觉作者的侧重点显然是放在理论模型的严谨性上，对于如何“可视化”这些复杂的物理过程，似乎没有投入同等的精力。我花了很久才理解其中一个关于“法拉第旋转角”的推导过程，虽然最终搞明白了，但过程中反复对照文字和公式，感觉像在解一个非常复杂的谜题。这说明这本书的受众定位可能更偏向于已经有一定物理基础的研究生或者教师，对于自学者来说，可能还需要配合其他辅助资料才能完全吸收其中的精髓。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个跨学科项目启动前夕，被要求快速熟悉“磁光传感器”领域的相关理论时接触到这本书的。坦白说，这本书的学术深度是毋庸置疑的，它几乎涵盖了该领域从基础到进阶的所有核心概念。但是，它更像是一部百科全书式的“知识库”，而不是一本循序渐进的“学习指南”。我尝试从中寻找一些关于现代信号处理技术，比如如何利用快速傅里叶变换（FFT）或者卡尔曼滤波来优化从磁光信号中提取有用信息的方法，但发现这部分内容非常稀疏，或者是以一种非常理论化的形式存在，缺乏实际的算法流程图或代码示例。这让我有些遗憾，因为在实际工程中，如何将这些精妙的物理原理转化为可操作、可优化的算法流程，才是真正决定项目成败的关键。它提供了强大的“原料”，但没有教你如何高效地“烹饪”。因此，如果你是致力于算法实现和系统集成的工程师，这本书可能需要与一些侧重于应用和编程的资源结合起来阅读。