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內容簡介: |
《薄膜电磁光学》是一部系统阐述薄膜电磁光学理论及其应用的学术专著,由克劳德·阿姆拉、米歇尔·勒奎姆和米里亚姆·泽拉德三位光学薄膜技术领域的著名科学家共同撰写。全书从电磁光学基础出发,结合频率波包和空间波包的理论框架,深入探讨了光波与薄膜相互作用的机制,并构建了平面多层膜的电磁响应理论体系。
书中内容分为三个主要部分:第一部分(第1章到第5章)系统阐述了电磁光学的基本理论,包括麦克斯韦方程组、谐变电磁场、波包传播特性以及能量、因果关系和相干性等内容,为后续分析奠定了理论基础;第二部分(第6章)引入复导纳概念,建立了多层膜结构的电磁响应理论,并讨论了薄膜的局域场巨增强效应;第三部分(第7章到第9章)将理论与实际应用相结合,分析了全反射多层膜、光散射机制以及平面多层膜微腔的特性,揭示了薄膜电磁光学在复杂场景中的应用潜力。
《薄膜电磁光学》的创新之处在于将传统的薄膜光学假设转化为更为普适的理论描述,并通过复导纳概念和傅里叶变换方法,拓展了薄膜电磁光学的理论体系。其内容不仅适用于薄膜滤光片等传统光学元件的设计与优化,还为高精度光学薄膜器件的研发提供了理论支持,具有重要的学术价值和工程应用意义。
在国内,《薄膜电磁光学》的出版填补了光学薄膜理论领域的空白,为多学科交叉研究提供了重要的参考,同时有助于推动光学薄膜技术的创新与产业化发展。
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目錄:
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第1章 电磁光学基础 1
1.1 引言 1
1.2 源和场 2
1.2.1 光源 2
1.2.2 源产生的场 2
1.3 真空中的静电学 3
1.3.1 势的概念 3
1.3.2 基于格林函数的解 4
1.3.3 奇异电荷和场非连续性 5
1.3.4 静电偶极子产生的电势 6
1.4 物质中的静电学 7
1.4.1 感应偶极子的产生 8
1.4.2 偶极子近似 8
1.4.3 虚拟电荷 8
1.4.4 非连续性 9
1.5 各向同性介质中的线性光学 10
1.6 静磁学 11
1.6.1 真空中的静磁学 11
1.6.2 物质中的静磁学 12
1.7 电磁学 13
1.7.1 物质的惯性 13
1.7.2 麦克斯韦方程组 14
1.7.3 因果关系的引入 14
第2章 谐变电磁场 15
2.1 引言 15
2.2 完美物质的特殊情况 15
2.3 谐变电磁场的麦克斯韦方程组 17
2.3.1 含时傅里叶变换简介 17
2.3.2 麦克斯韦方程组的应用 17
2.3.3 小结 18
2.4 时变场的重构 19
2.5 均匀介质中的传播方程 20
2.6 相速度、折射率和波长 21
2.6.1 相速度 22
2.6.2 折射率 22
2.6.3 波长 22
2.7 吸收介质. 23
2.7.1 通常情况 23
2.7.2 金属的特殊情况 24
2.8 互正交性 25
2.9 光的偏振态 26
2.10 吸收、通量和能量 27
2.11 含源项的谐变电磁场传播方程 29
2.12 分布意义下的麦克斯韦方程组 29
第3章 频率波包 32
3.1 引言 32
3.2 线宽和脉冲宽度 33
3.2.1 通常情况 33
3.2.2 高斯光脉冲 35
3.2.3 小结 38
3.3 群速度 38
3.3.1 任意时间分布的脉冲质心 38
3.3.2 质心的传播速度 39
3.4 高斯脉冲的传播 42
3.4.1 引言 42
3.4.2 非色散介质 42
3.4.3 线性色散介质 43
3.4.4 二阶色散介质 43
3.4.5 信息传输 45
3.5 双光束干涉仪响应的建模 46
第4章 空间波包 50
第5章 能量、因果关系和相干性 62
第6章 薄膜滤光片 78
第7章 全反射多层膜 132
第8章 多层膜的光散射 182
第9章 平面多层膜微腔 247
结论 294
参考文献 296
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