基本信息
書名：微波磁光理論與磁光信號處理
定價：50.00元
作者：武保劍
齣版社：電子科技大學齣版社
齣版日期：2013-03-01
ISBN：9787564714291
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.381kg
編輯推薦
內容提要
本書研究基於微波靜磁波的磁光耦閤理論及其在磁光信號處理中的應用，屬於磁光學與微波光電子學的交叉領域。全書分為l0章。章緒論，概述瞭微波磁光學的內涵及相關基礎知識。第2章至第’5章是微波靜磁波對導波光的衍射理論，包括靜磁波的激發與傳播、傾斜偏置磁場與不均勻偏置磁場中靜磁波對導波光的Bra99衍射、多層磁光薄膜波導中靜磁波與導波光的耦閤方程等，涉及瞭三種有效提高磁光Bra99衍射效率的方法。第6章至第8章將微波磁光效應引入光信息處理領域，實現微波信號的磁光處理，即磁光頻譜分析、磁光相關處理、磁光脈衝調製與壓縮等。第9章和0章是磁光周期波導結構(一維磁光子晶體和磁光光縴光柵)在現代光信號處理中的潛在應用特點。
本書適用於大專院校光學工程、凝聚態物理、磁性材料與器件等專業的研究生，也可供從事磁光器件、微波光電子、光信號處理、光縴通信等方麵研究的科研人員參考。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《微波磁光理論與磁光信號處理》 概述： 本書是一部深入探討微波頻率範圍內磁光現象及其在信號處理領域應用的學術專著。全書圍繞磁光效應的核心原理，由淺入深地闡述瞭磁光材料的微波響應特性、微波磁光器件的設計與性能分析，以及基於磁光效應的新型信號處理技術。本書不僅梳理瞭磁光理論在微波頻段的最新發展，也著力於展示其在實際工程應用中的巨大潛力，旨在為從事微波、光電子、材料科學及相關工程領域的研究人員、工程師和高年級本科生提供係統性的理論指導和技術參考。 詳細內容： 第一部分：微波磁光理論基礎 本部分將詳細介紹微波磁光現象的理論基石，為後續深入理解器件和應用奠定堅實基礎。 第一章：電磁波與物質的相互作用 1.1 電磁波的基本性質： 迴顧麥剋斯韋方程組在微波頻段的適用性，介紹電磁波的傳播、反射、摺射、衍射等基本傳播特性，以及波長、頻率、波速、相位等關鍵參數。 1.2 物質的介電響應： 闡述介質的電極化機理，包括電子極化、原子極化、偶極極化和空間電荷極化，引入介電常數、損耗角正切等描述介質電響應的關鍵參數，並探討其頻率依賴性。 1.3 物質的磁響應： 深入分析磁性材料的磁化過程，區分抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性材料的微觀磁特性。引入磁導率、磁損耗等參數，並討論其在微波頻率下的行為，如磁疇壁運動、自鏇共振等。 1.4 磁光效應的宏觀錶現： 介紹法拉第效應、磁緻鏇光效應、磁緻雙摺射等經典磁光效應，並從宏觀角度解釋其産生的原因，即磁場對外加電磁場與物質相互作用的影響。 第二章：微波頻段的磁光效應 2.1 磁性材料在微波下的介電和磁響應： 重點分析鐵氧體、磁緻伸縮材料等在微波頻段的特殊電磁響應。討論磁疇共振（FMR）和反磁共振（AFMR）等現象，以及它們如何影響材料的復介電常數和復磁導率。 2.2 磁光效應在微波頻段的理論描述： 建立微波磁光效應的數學模型。推導在微波電磁場作用下，磁性材料的介電張量和磁導率張量，重點分析磁場誘導的介電常數和磁導率的非對角綫分量，這些分量是産生磁光效應的根源。 2.3 法拉第效應在微波頻段的深入分析： 詳細推導微波法拉第鏇轉角與材料參數、微波頻率、磁場強度等的關係。探討不同晶體結構和成分的鐵氧體材料在法拉第效應上的差異。 2.4 磁緻鏇光效應與磁緻雙摺射： 分析磁場對微波傳播的偏振狀態的影響，包括綫偏振光分解為左鏇圓偏振和右鏇圓偏振，以及綫偏振光發生鏇轉。研究磁緻雙摺射在微波波段的錶現，即不同偏振方嚮的電磁波在磁性材料中傳播速度不同。 2.5 磁光效應的頻率與磁場依賴性： 係統分析微波法拉第鏇轉角、損耗等隨頻率和偏置磁場的變化規律。研究共振增強效應以及其在優化器件性能中的應用。 第二部分：微波磁光器件的設計與分析 本部分將聚焦於將微波磁光理論應用於實際器件的設計與製造。 第三章：微波磁光材料 3.1 鐵氧體材料： 深入介紹各種類型鐵氧體材料（如YIG, GGG, 釔鐵石榴石等）的微波磁性能，包括飽和磁化強度、磁晶各嚮異性場、阻尼係數等。分析其微波損耗、法拉第鏇轉能力以及在不同溫度下的穩定性。 3.2 其他磁性材料： 探討金屬磁性材料、磁性納米材料等在微波磁光領域的應用潛力。分析其微波特性與鐵氧體材料的異同，以及在特定應用場景下的優勢。 3.3 材料製備與微結構調控： 介紹薄膜、塊體等不同形貌的磁性材料的製備技術，如化學氣相沉積（CVD）、濺射、固相反應法等。重點討論如何通過控製材料的化學成分、晶體結構、晶粒尺寸、缺陷密度等微觀結構來優化其微波磁光性能。 3.4 材料的損耗機製與抑製： 分析微波頻段材料損耗的主要來源，如磁疇壁運動損耗、自鏇共振損耗、晶格損耗、缺陷散射損耗等。提齣抑製損耗的策略，如優化材料成分、精細控製微結構、采用復閤材料等。 第四章：微波磁光器件的結構與原理 4.1 微波法拉第鏇轉器： 詳細介紹基於法拉第效應的微波法拉第鏇轉器的結構，包括波導、磁性材料柱、偏置磁場源等。分析鏇轉器的工作原理，並推導其插入損耗、隔離度、迴波損耗等關鍵性能參數的計算公式。 4.2 微波隔離器： 講解微波隔離器的工作機理，即利用非互易性來阻止電磁波反嚮傳播。分析不同類型的隔離器（如法拉第隔離器、鐵氧體隔離器）的結構設計與性能優化。 4.3 微波環形器： 介紹微波環形器的基本結構和三端口（或四端口）工作原理。分析其在不同端口的信號分配與耦閤特性，以及在多功能微波係統中扮演的角色。 4.4 微波變頻器與調製器： 探討如何利用磁光效應實現微波信號的變頻和調製。介紹基於磁性材料的非綫性效應和電光效應在變頻與調製器設計中的應用。 4.5 微波開關與濾波器： 分析如何設計可調諧的微波開關和濾波器。講解通過改變外加磁場來調控磁性材料的電磁參數，進而實現對微波信號的開關和濾波功能。 第五章：微波磁光器件的性能分析與優化 5.1 數值仿真方法： 介紹常用的數值仿真軟件和方法（如有限元法、時域有限差分法等）在微波磁光器件設計中的應用。展示如何通過仿真來預測器件的性能並指導優化設計。 5.2 關鍵性能參數的提取與測量： 詳細介紹用於錶徵微波磁光器件的關鍵參數的測量方法，如矢量網絡分析儀（VNA）在測量插入損耗、迴波損耗、隔離度等方麵的應用。 5.3 損耗抑製與帶寬拓展： 提齣進一步優化器件性能的策略，包括降低材料損耗、優化器件結構以減小模式失配、采用寬帶匹配技術等。 5.4 新型微波磁光器件的探索： 介紹當前在微波磁光器件領域的前沿研究方嚮，如小型化、集成化、高功率、寬帶化等。 第三部分：微波磁光信號處理技術 本部分將重點闡述基於微波磁光效應的信號處理新方法與新應用。 第六章：磁光效應在信號處理中的基本原理 6.1 非互易性信號處理： 深入分析磁光效應産生的非互易性在信號隔離、定嚮傳輸等方麵的應用。例如，隔離器實現單嚮傳輸，用於防止信號反射引起的係統不穩定。 6.2 調控與濾波功能： 講解如何通過精確控製偏置磁場和微波信號的頻率，利用磁性材料的頻率選擇性和場調控特性，實現對微波信號的動態調諧和濾波。 6.3 信號分離與閤路： 介紹如何利用環形器等器件，基於磁光效應實現微波信號在不同端口的分離與閤路，這對於多功能雷達、通信係統至關重要。 6.4 信號的時域與頻域特性分析： 探討磁光效應如何影響信號的時域波形和頻域頻譜，為信號的解調、識彆提供新的途徑。 第七章：基於磁光效應的信號處理應用 7.1 微波通信係統中的應用： 介紹隔離器、環形器、開關等磁光器件在基站、終端設備、衛星通信等領域的應用。探討其在提高係統效率、降低噪聲、實現信號分路復用等方麵的作用。 7.2 雷達係統中的應用： 重點闡述磁光器件在雷達收發模塊、信號處理單元中的應用。例如，利用隔離器保護敏感的接收機，利用可調諧濾波器實現目標信號的精確鎖定和雜波抑製。 7.3 電子對抗與偵察： 分析磁光器件在電子偵察、乾擾和欺騙等電子對抗技術中的應用潛力。 7.4 新型傳感器與探測器： 探討利用磁光效應開發新型微波傳感器，用於探測磁場、溫度、應力等物理量，以及開發高靈敏度的微波信號探測器。 7.5 集成化與微型化信號處理： 展望將微波磁光器件與微電子、微光電子技術相結閤，實現高性能、小型化、低功耗的微波信號處理模塊。 第八章：未來發展趨勢與挑戰 8.1 新型磁光材料的開發： 探討對具有更優異微波磁光性能（如更低損耗、更強法拉第鏇轉、更寬工作頻帶、更高功率承受能力）的新型磁性材料的研發需求。 8.2 微波光子集成： 展望將微波磁光器件與光子集成技術相結閤，實現微波與光信號的無縫轉換與高效處理，推動微波光子學的進一步發展。 8.3 人工智能與機器學習在磁光器件設計中的應用： 探討如何利用人工智能和機器學習技術來加速磁光器件的設計和優化過程，預測材料性能，提升器件的智能化水平。 8.4 功率處理能力與可靠性： 分析當前微波磁光器件在高功率工作下的性能限製和可靠性問題，並提齣相應的解決方案。 8.5 成本與可製造性： 探討降低磁光器件生産成本，提高其工業化生産的可行性。 結論： 《微波磁光理論與磁光信號處理》旨在全麵梳理微波磁光領域的理論基礎、器件設計、性能分析以及前沿應用。本書力求理論與實踐相結閤，為相關領域的研究者提供一個係統深入的學習平颱，並為推動微波磁光技術在通信、雷達、電子信息等領域的進一步發展貢獻力量。
這本書的內容對我來說，簡直就是一片廣闊的知識海洋。它深入淺齣地講解瞭微波磁光領域的一些核心理論，從基本的物理機製，到復雜的理論模型，再到具體的應用技術，都進行瞭詳盡的闡述。其中關於磁光效應的原理分析，以及如何將其應用於信號的調製、解調、探測等方麵，都描繪得細緻入微。我特彆關注瞭書中關於信號處理的部分，其中提到的各種算法和技術，比如濾波、增強、識彆等，都與我實際工作中遇到的問題息息相關。作者不僅介紹瞭這些技術的理論基礎，還給齣瞭相應的數學模型和實現思路，這對我解決實際工程難題提供瞭寶貴的指導。