Integrated Optics and Micro-Optics with Polymers (Teubner-Texte Zur Informatik) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:B. G. Teubner Gmbh

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1993-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9783815430149

丛书系列:

图书标签:

• Integrated Optics
• Micro-Optics
• Polymers
• Optical Materials
• Photonics
• Optical Engineering
• Polymer Optics
• Optical Design
• Fiber Optics
• Optics

材料的奇妙世界：以聚合物为基础的光学器件设计与应用 本书将带领读者深入探索聚合物材料在光学领域所展现出的非凡潜力和广泛应用。不同于传统的玻璃和无机材料，聚合物因其独特的性能，如易于加工、低成本、柔韧性强以及可调控的光学特性，正日益成为构建先进光学器件的关键材料。本书将从基础理论出发，循序渐进地揭示聚合物材料的光学特性，并重点介绍如何利用这些特性来设计和制造出高性能的集成光学和微光学器件。 核心内容概览： 1. 聚合物光学材料的基石： 分子结构与光学性质的关联： 深入解析不同聚合物的分子链结构、链段运动、交联密度等因素如何影响其折射率、双折射、吸收光谱、非线性光学效应等关键光学参数。我们将探讨如何通过共聚、嵌段共聚、功能化改性等手段，精确调控聚合物的光学性能，以满足特定应用的需求。 光物理与光化学特性： 介绍聚合物的光致发光、光致变色、光诱导折射率变化等现象，并阐述其背后的物理化学机制。这些特性为开发智能光学器件、光开关、光存储等应用提供了可能。 聚合物的加工技术及其光学影响： 详细阐述各种聚合物加工技术，如旋涂、注塑、挤出、3D打印、光刻等，并重点分析这些工艺参数（温度、压力、固化条件、曝光剂量等）对最终器件光学性能的影响。理解加工过程中的微观形变、应力分布如何转化为宏观光学特性至关重要。 2. 集成光学器件的设计与实现： 波导的设计与制造： 介绍聚合物波导的设计原理，包括折射率分布、模式场分布、耦合效率等。重点讨论各种制备方法，如光刻、掩模曝光、直接写入、模压等，以及如何实现高效率、低损耗的聚合物波导。 光学耦合器与分束器： 讲解基于聚合物材料的光耦合器（如Y形分支、Mmi结构）和分束器（如Beamsplitter）的设计原则和实现技术。我们将关注如何优化器件结构以实现精确的光信号分配和传输。 调制器与开关： 探索利用聚合物的电光效应、热光效应或非线性光学效应来实现的光调制器和光开关。详细介绍驱动机制、响应速度、调制深度等关键性能参数的设计和优化。 光栅与衍射元件： 介绍聚合物光栅（如全息光栅、刻划光栅）和衍射光学元件（DOE）的设计与制造。探讨如何利用微纳加工技术在聚合物表面实现高分辨率的衍射结构，以实现光束整形、复眼成像等功能。 集成光学芯片的搭建： 探讨如何将上述各种光学元件集成到同一个聚合物基底上，形成功能性的集成光学芯片。我们将关注器件之间的级联效应、信号串扰、封装技术等集成挑战。 3. 微光学器件的创新与应用： 微透镜阵列： 详细介绍聚合物微透镜阵列的设计与制造，包括球面微透镜、非球面微透镜、自由曲面微透镜等。探讨如何通过点胶、光聚合、模压等技术实现高精度、高填充率的微透镜阵列，并将其应用于图像增强、三维显示、光通信等领域。 微反射镜与微棱镜： 介绍微尺度聚合物反射镜和棱镜的制造工艺，以及如何在微系统中用于光路偏转、聚焦和反射。 微流控与光学器件的结合： 探讨将聚合物微光学器件与微流控技术相结合，实现集成的光学传感、生物芯片、化学分析等应用。 生物医学微光学： 介绍聚合物微光学在生物成像、诊断、治疗等方面的应用，例如用于内窥镜、显微手术工具、药物递送系统等。 4. 先进的加工与表征技术： 微纳制造技术： 详细介绍适用于聚合物微光学器件制造的关键微纳加工技术，如光刻（紫外光刻、电子束光刻、深紫外光刻）、纳米压印、激光直写、微注塑等。 精密光学测量与表征： 介绍用于聚合物光学器件性能评估的各种测量技术，包括折射率测量、损耗谱分析、模式分析、衍射效率测量、三维形貌测量等。 本书内容涵盖了从材料科学到光学工程的广泛领域，旨在为从事集成光学、微光学、光电子学、材料科学、精密机械等研究和开发的工程师、研究人员以及学生提供一份全面而深入的参考。通过对聚合物光学材料特性的深刻理解和先进制造技术的灵活运用，读者将能够设计和制造出更轻便、更灵活、更经济高效的新一代光学器件，从而推动相关领域的技术进步和应用创新。

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我对这本书的期待是，它不仅仅是一本理论的堆砌，而是能够提供一套完整的、从材料选择到器件测试的“工作流程”指导。在描述聚合物光栅耦合器时，我希望看到关于光栅结构参数（周期、占空比、倾斜角）与耦合效率、带宽之间关系的详细图表和拟合公式，而不仅仅是概念性的描述。此外，鉴于光学集成往往与电子控制电路的集成密不可分，我非常关注书中是否探讨了光电混合集成中的热管理和电学隔离问题。聚合物的热膨胀系数通常高于无机半导体，这在器件工作时可能会引入显著的应力，影响长期稳定性。如果书中能够提供一套成熟的评估方法来量化和补偿这种热不匹配效应，那么它对于实际工程应用将具有极高的参考价值。总体感觉是，这本书的气质偏向于实验室内的基础研究和早期原型开发阶段，它提供了精确的“说明书”来构建组件，但可能较少涉及大规模商业化生产中必须考虑的成本优化、长期可靠性验证以及标准化的测试规范等“后勤”环节。

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这本书的封面设计和排版风格，透露出一种严谨而略显陈旧的学术气息，让人联想到上世纪末或本世纪初期的专业技术书籍。从目录和章节标题的命名方式来看，它似乎专注于将光学原理与材料科学的结合，特别是围绕高分子材料在光路构建中的应用。我注意到其中可能包含对波导理论、光纤耦合技术以及微纳加工工艺的深入探讨，这些都是光通信和集成光电子领域的核心议题。不过，作为一名对该领域有初步了解的读者，我更期待书中能提供更直观的实验案例或者具体的仿真模型来佐证复杂的理论推导。例如，如果它能详细阐述如何通过控制聚合物的折射率梯度来实现光束的精确操控，或者展示几种主流的微透镜阵列的制作流程和性能评估标准，那将极大地提升其实用价值。目前看来，它更像是一本为研究生或资深研究人员准备的参考手册，旨在夯实理论基础，对于初次接触这一交叉学科的工程师而言，可能需要辅以其他更侧重应用和实例的书籍来辅助理解。总体而言，它的价值在于其理论深度和对基础概念的系统梳理，而非面向快速应用开发。

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我翻阅了这本书的几页，立刻感受到了一种扎实的、近乎百科全书式的知识密度。作者在引言中似乎非常强调聚合物材料在制造复杂光学结构方面的独特优势，比如其低成本、易于成型以及相对较好的生物相容性。我猜想，书中必然有一大章节专门讨论光敏聚合物的曝光特性、固化动力学以及由此衍生的光刻技术，这对于需要设计定制化光器件的人来说至关重要。然而，在信息爆炸的今天，读者对“新”技术的敏感度非常高。如果这本书没有足够深入地涉及近五年内涌现出的新型复合材料，比如有机-无机杂化聚合物或者可进行自修复的智能光学材料，那么它的前沿性可能会受到质疑。我特别留意了关于“微光学”部分的介绍，希望看到关于衍射光学元件（DOE）和微镜阵列在光束整形和光束转向方面的具体设计方法，而非仅仅停留在概念层面。它给我的感觉是，它是一张详尽的地图，标明了所有已知的路径，但可能没有指出最新的捷径。

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从整体结构上看，这本书似乎采取了一种自底向上构建知识体系的策略。它可能从最基础的聚合物材料科学讲起，逐步过渡到光学薄膜的沉积与表征，随后深入到二维和三维光波导的构建技术，最后可能会落脚于光电器件的集成化和封装问题。这种循序渐进的编排方式，对于希望系统性学习该领域的初学者来说是友好的，它确保了读者在接触到复杂的光学集成电路（PIC）设计之前，已经完全理解了作为基础构建单元的微光学元件是如何通过聚合物实现的。然而，这种详尽的基础讲解有时也可能牺牲了对新兴应用领域的关注。例如，当前在生物传感和光计算领域，基于聚合物的柔性光学器件正成为热点。我希望书中能够包含一些关于这些前沿应用案例的深入分析，例如如何利用聚合物的应变效应来设计可调谐滤波器，或者如何将生物分子固定在波导结构表面以实现高灵敏度检测。如果这些内容相对缺乏，那么本书在“前沿探索”这一维度上可能稍显不足，更像是一部坚实的“原理与经典工艺”的宝典。

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这本书的语言风格非常正式，充满了德语学术写作特有的那种结构严谨、逻辑清晰的特点，即使是翻译本，也保留了那种一丝不苟的精确性。它似乎将“集成”和“微”这两个概念视为两个相互依存但又需要独立分析的子系统。在“集成光学”部分，我推测它可能详尽地解析了光波导的模式耦合、损耗机制以及不同传输模式的色散特性，这些内容通常需要读者具备扎实的麦克斯韦方程组基础。而“微光学”部分，则可能转向了更偏向几何光学和波动光学在微尺度结构上的应用，比如菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射在微透镜阵列设计中的具体计算流程。一个让我感到好奇的点是，书中如何平衡理论推导与实际制造的容差问题。毕竟，在微米甚至纳米尺度上，材料的微小不均匀性都可能导致器件性能的急剧下降。如果书中能提供一个章节专门讨论如何从理论性能指标（如耦合效率）平滑过渡到可实际制造的参数（如刻蚀深度误差的敏感性分析），那将是非常有价值的实践指导。

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