Optical Antennas

Optical Antennas pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Agio, Mario; Al, Andrea; Alu, Andrea
出品人:
页数:374
译者:
出版时间:2013-1
价格:$ 152.55
装帧:
isbn号码:9781107014145
丛书系列:
图书标签:
  • 量子力学
  • 英文原版
  • 纳米天线
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  • 光学
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  • 光学天线
  • 光子学
  • 纳米光学
  • 电磁学
  • 纳米技术
  • 光与物质相互作用
  • 表面等离子体
  • 光子器件
  • 微纳加工
  • 光学传感
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具体描述

This consistent and systematic review of recent advances in optical antenna theory and practice brings together leading experts in the fields of electrical engineering, nano-optics and nano-photonics, physical chemistry and nanofabrication. Fundamental concepts and functionalities relevant to optical antennas are explained, together with key principles for optical antenna modelling, design and characterisation. Recognising the tremendous potential of this technology, practical applications are also outlined. Presenting a clear translation of the concepts of radio antenna design, near-field optics and field-enhanced spectroscopy into optical antennas, this interdisciplinary book is an indispensable resource for researchers and graduate students in engineering, optics and photonics, physics and chemistry.

《光与形:探索微纳尺度下的光波操控》 本书旨在深入浅出地介绍在微纳尺度下,如何利用特定结构的材料来操控和引导光的传播,并在此基础上探讨其在现代科技中的广泛应用。我们并非关注“光学天线”这一特定概念,而是聚焦于更基础、更普适的光物质相互作用机制,以及如何通过设计精巧的纳米结构来实现对光的精确控制。 内容概述: 本书将从基础的光学原理出发,逐步引导读者进入微纳光子学的奇妙世界。我们将首先回顾经典光学中的波动性概念,强调光作为一种电磁波,其传播特性受到环境介质的深刻影响。随后,我们将引入等离子体激元(plasmon-polariton)的概念,解释金属纳米结构中自由电子与入射光子耦合所产生的集体振荡现象。这种耦合能够将光局域化在远小于光的波长尺度,形成所谓的“表面等离子体激元”(surface plasmon polaritons, SPPs)。 本书的核心部分将详细阐述如何设计和制造这些能够操控光的微纳结构,即本书所探讨的“光学操控结构”。我们将介绍不同几何形状(如纳米颗粒、纳米线、纳米孔阵列、纳米光栅等)的结构如何影响等离子体激元的传播模式、能量局域化程度以及耦合效率。例如,我们会深入分析球形、棒状、环形等纳米颗粒的尺寸、形状和材料选择对激元共振频率和局域场增强效应的影响。同时,我们也会探讨周期性纳米结构(如光子晶体)如何通过布拉格衍射和布洛赫波等机制,在特定频段形成光子带隙,从而实现对光传播方向和能量的有效调控。 在材料选择方面,我们将重点介绍金、银、铝等贵金属在实现可见光和近红外区域等离子体共振方面的优势,以及掺杂半导体、介电材料等在特定应用中的潜力。此外,我们还将讨论如何利用纳米压印、电子束光刻、聚焦离子束刻蚀等先进制造技术,实现复杂微纳光学结构的精确制备,并介绍光谱测量、扫描近场光学显微镜(SNOM/NSOM)等表征技术,用于验证和分析这些结构的实际光学性能。 核心概念解析: 等离子体激元: 深入剖析表面等离子体激元(SPPs)和体积等离子体激元(bulk plasmons)的物理本质、激发条件和传播特性。我们将解释 SPPs 如何在金属-介质界面上以亚波长尺度传播,并伴随强大的局域电场增强。 共振现象: 详细阐述等离子体激元的共振条件,即当入射光的频率与材料的等离子体频率或纳米结构的固有振动模式匹配时,会发生强烈的能量耦合和局域场增强。 纳米结构设计: 探讨不同纳米结构(纳米颗粒、纳米棒、纳米盘、纳米立方体、纳米锥、周期性阵列等)的几何参数(尺寸、形状、间距、排列方式)如何影响其光学响应,包括吸收、散射、透射和局域场分布。 光场局域化与增强: 重点介绍纳米结构如何将入射光能量高度局域化在一个非常小的区域内,并产生数个数量级的场增强效应,这是许多先进光学应用的基础。 光波导与操控: 解释如何利用纳米结构作为亚波长光波导,引导光在特定路径上传播,并实现对光束的转向、聚焦、分束等操控。 谐振腔与增强: 讨论如何设计纳米结构的腔体,使光在腔内发生多次反射和耦合,从而进一步增强其光学效应,例如在拉曼散射、荧光增强等应用中。 应用展望: 本书还将重点介绍这些光操控结构在各个前沿科技领域的广泛应用,例如: 超分辨率成像: 利用亚波长光场局域化能力,突破传统光学衍射极限,实现纳米尺度的成像。 生物传感与诊断: 将生物分子固定在纳米结构表面,利用场增强效应提高检测灵敏度,实现早期疾病诊断。 高效太阳能电池: 通过光散射和吸收增强,提高太阳能电池对光的吸收效率,从而提升能量转化率。 非线性光学: 利用强大的局域场增强效应,显著提高非线性光学过程的效率,例如二次谐波产生、受激拉曼散射等。 信息存储与通信: 探索利用光场操控实现更高密度的数据存储和更快速的光信号传输。 光催化: 利用增强的光吸收和局域场,提高光催化反应的效率,用于环境保护和能源转化。 光谱增强技术: 如表面增强拉曼光谱(SERS)和表面增强荧光(SEF),利用纳米结构实现对微弱光谱信号的显著增强。 本书适合物理学、光学工程、材料科学、纳米技术以及对光波操控及其应用感兴趣的工程师、研究人员和高年级本科生阅读。我们力求以严谨的科学态度,清晰的逻辑结构,丰富的实例,为读者构建一幅理解和应用微纳尺度光操控的全面图景,激发读者对这一充满活力和潜力的科学领域的进一步探索。

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读后感

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用户评价

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这本书的书名实在是太吸引人了,“Optical Antennas”。一看到这个名字,我的脑海里立刻涌现出无数的奇思妙想。我一直对光学和电磁波在信息传输中的应用充满好奇,而“光学天线”这个概念,就像是连接了这两个看似独立的领域,开启了一个全新的视角。我想象着,如果真的存在能够像微波天线那样定向、聚焦光波的装置,那么信息传输的速度和效率将会是何等惊人的飞跃?我们是否能够创造出能够捕捉和放大微弱光信号的“光学耳朵”,或者能够精确地将光束引导到特定位置的“光学手臂”?这本书的书名本身就像是一个精心设计的诱饵,勾起了我探索未知领域的热情。我迫不及待地想知道,作者是如何将如此抽象和前沿的概念具象化,又是如何通过严谨的科学论证来构建这个“光学天线”的理论框架的。我希望这本书能够提供给我一些关于基础原理的深入剖析,或许是关于不同材料和结构如何影响光学天线的性能,又或者是关于制造和集成这些光学器件的挑战。总之,这个书名让我对书中即将呈现的知识充满了期待,仿佛我即将踏上一场探索光波世界的奇妙旅程。

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“Optical Antennas”这个书名,一下子就吸引了我,让我联想到了电磁波天线在通信领域的重要作用。我一直对如何更有效地传输和接收信息充满好奇,而将天线概念拓展到光学领域,无疑是一个极具前瞻性的想法。我猜想,这本书会深入探讨如何通过精确设计的微纳结构来操控光波,使其能够像电磁天线一样,实现信号的定向发射、接收或增强。我很好奇书中会介绍哪些具体的设计原理和制造技术,例如利用表面等离激元、光子晶体或者超材料来实现这些功能。这本书的书名,让我对其中可能蕴含的关于操纵光子的前沿知识充满了期待,仿佛我即将打开一扇通往未来光学通信和纳米技术的大门。

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“Optical Antennas”这个书名,对我来说,就像是一个充满神秘感和科学魅力的邀请。我一直对光与物质的相互作用以及如何利用光进行信息传输充满兴趣。当我看到“光学天线”这个词时,我的脑海里立刻浮现出一种能够像无线电天线一样,精确控制光束方向和强度的神奇设备。我猜想,这本书会深入探讨如何通过设计和制造特殊的纳米结构,来操纵光波的传播,实现诸如光信号的聚焦、导引、增强或者过滤等功能。我特别希望能了解书中是否会讨论到表面等离激元共振(SPR)、光子晶体以及超材料等技术,以及它们如何被用来构建高性能的“光学天线”。这本书的书名,让我对其中可能包含的尖端知识和创新应用充满了期待,仿佛我即将踏上一段探索光波世界奥秘的精彩旅程。

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当我看到“Optical Antennas”这个书名时,我的直觉告诉我,这一定是关于将电磁波天线的概念应用到光频段的科学研究。我曾学习过天线理论,了解其在无线通信中的核心地位。而现在,将这一概念引入光学领域,无疑打开了一个全新的研究方向,其潜力不可估量。我迫切地想知道,这本书会如何解释“光学天线”的物理基础,它们是如何在纳米尺度上工作的,以及如何通过设计特定的材料和结构来优化其性能。我推测,书中很可能会深入探讨表面等离激元(SPP)以及超材料等先进技术,它们是实现高效“光学天线”的关键。我对这本书寄予厚望,希望它能为我揭示如何在微观世界中操控光,以及这些“光学天线”将在未来的通信、传感技术以及纳米技术领域扮演怎样的角色。

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“Optical Antennas”这个书名,给我一种极其前沿和未来感十足的印象。在我看来,“天线”这个词本身就代表着信号的接收和发射,而“光学”则意味着我们正在探索的是以光波作为载体的信息传输。这个名字让我好奇,这本书是否会介绍一些超越我们目前所能想象的光学器件,它们能够以前所未有的方式操纵光,就像我们现在的无线电天线操纵电磁波一样。我期待书中能够详细阐述“光学天线”的物理原理,例如它们是如何被设计来聚焦、导引或者散射光线的,以及不同的结构和材料会如何影响它们的性能。我特别希望能看到一些关于如何利用量子效应或者纳米结构来制造这些“光学天线”的讨论。这本书的名字,就像是一张通往未知科学领域的门票,让我迫不及待地想要一探究竟。我希望它能提供给我足够的信息,让我能够理解这个新概念的意义和潜在的应用。

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我是一名对物理学,尤其是光学和通信领域都有着浓厚兴趣的爱好者。“Optical Antennas”这个书名,一下就抓住了我的注意力。我一直在关注着光学通信的最新发展,特别是如何提高信息传输的效率和带宽。当我看到“光学天线”这个词时,我的脑海里立刻闪现出将电磁波天线的概念应用到光波领域的可能性。我推测,这本书可能会深入探讨如何设计和制造能够在纳米尺度上操纵光波的器件,类似于我们现在使用的微波天线那样,能够实现光信号的定向发射和高效接收。我猜想,书中会涉及很多关于纳米光子学、表面等离激元以及超材料等前沿技术的内容,因为这些技术正是实现“光学天线”的关键。我非常期待这本书能够以一种清晰易懂的方式,向我介绍这些复杂的科学概念,并展示它们是如何被应用于构建具有特定光学功能的“天线”的。

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我一直对那些能够将我们对自然界的理解推向极致的科学著作非常着迷。“Optical Antennas”这个书名,正是这样一本激发我强烈好奇心的书籍。在我看来,“天线”是连接信息源与传播介质的关键组件,而将其置于“光学”的范畴,无疑意味着我们正在探索利用光波进行信息交互的全新 frontier。我迫不及待地想知道,书中是否会揭示如何通过精巧的纳米结构设计,来模拟甚至超越传统电磁天线的性能,实现对光信号的精准操控,例如定向发射、高效耦合或者宽带接收。我猜想,这本书很可能深入探讨表面等离激元、光子晶体、超材料等前沿概念,以及它们在构建“光学天线”中的核心作用。我希望这本书能够提供给我关于这些复杂科学原理的清晰解释,并展示它们如何转化为实际应用,为未来的通信、传感和计算技术带来革命性的变革。

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读到“Optical Antennas”这个书名,我立刻联想到了我在大学时代学习的电磁学课程,特别是关于天线理论的部分。那时,我们就学习了如何设计各种类型的电磁天线,以实现信号的发射和接收。而当“光学”这个词与“天线”结合时,一种全新的可能性在我脑海中展开。我开始思考,是否可以将电磁波的传播和操控原理,迁移到光学领域?这本书的书名,在我看来,不仅仅是一个简单的技术描述,更像是一种对未来科技发展的预言。我很好奇,作者是如何将电磁波理论与光学物理学相结合,构建出“光学天线”这一概念的。这本书是否会深入探讨光波的衍射、干涉、散射等现象,以及如何利用这些现象来设计和优化“光学天线”的性能?我猜想,这本书很可能也会涉及一些关于纳米结构、光子晶体以及表面等离激元等方面的知识,这些都是在纳米尺度上操控光线的关键技术。我希望这本书能够为我打开一扇新的大门,让我对光与物质的相互作用有更深刻的理解。

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“Optical Antennas”这个书名,给我的第一感觉就是一种将经典物理学的概念与现代尖端技术相结合的创新尝试。我过去在学习电磁学时,对天线理论印象深刻,了解了它们在无线通信中的重要作用。而现在,将“天线”的概念延伸到光学领域,这无疑打开了一个全新的研究维度。我设想,这本书可能会详细介绍如何在微纳尺度上构建能够操控光波的结构,并且这些结构能够像传统天线一样,实现对光信号的聚焦、导引、增强或者屏蔽。我非常好奇,书中是否会探讨利用光子晶体、超材料或者纳米粒子来构建这些“光学天线”的具体方法,以及这些器件在数据传输、传感技术或者生物成像等领域的潜在应用。这本书的书名,让我对书中可能蕴含的科学知识充满了期待,仿佛我即将接触到一种全新的、能够以前所未有的方式与光互动的技术。

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“Optical Antennas” 这个书名,立刻唤醒了我作为一名业余爱好者对光物理学的热情。我一直对激光、光纤通信以及光镊等领域有着浓厚的兴趣,而“光学天线”这个词,在我看来,是这些技术领域的一个潜在的“终极目标”。想象一下,如果我们可以像操控电磁波那样,通过设计和制造特殊的“光学天线”来精确地控制光束的方向、强度和极化,那将是多么激动人心的事情。我脑海中浮现出各种可能的应用场景:超高分辨率的显微镜,能够聚焦到原子级别的精度;超长距离的光通信,能够克服衍射极限,实现前所未有的带宽;甚至是我们生活中无处不在的显示技术,也可能因为光学天线的出现而变得更加高效、节能和逼真。这本书的书名,让我对它充满了想象。我猜想,这本书可能会涉及一些关于纳米光子学、表面等离激元共振(SPR)以及超材料等前沿技术的内容,这些都是实现“光学天线”的关键。我希望这本书能够以一种相对易懂的方式,向我介绍这些复杂的技术,并揭示它们是如何被巧妙地运用到“光学天线”的设计和制造中的。

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