《光子晶體：控制光流：原書第二版》為光子晶體領域的經典教科書。第1章對《光子晶體：控制光流：原書第二版》進行了綜述。第2章描述了混合介質系統的宏觀電磁理論，證明描述磁場的方程是哈密頓方程。基于此事實，第3章對磁場行為做出了描述。第4～6章分別研究了一維、二維、三維光子晶體的電磁特性，闡述了光子帶隙的物理起源，以及與之相關的電磁現象。第7～9章研究了一維周期介質波導、二維光子晶體板和光子晶體光纖。第10章闡述了時間耦合模式理論，以及與之相關的應用設計，還描述了光子晶體中的光學現象，如折射、衍射等。《光子晶體：控制光流：原書第二版》附錄部分可以幫助讀者了解相關基礎知識。
目錄
第1章 簡介 1
1.1 控制材料的屬性 1
1.2 光子晶體 1
1.3 本書大綱 3
第2章 混合介質中的電磁理論 6
2.1 宏觀的麥克斯韋方程組 6
2.2 將電磁學看成一個本征值問題 9
2.3 諧波模的一般特性 11
2.4 電磁能量和變分原理 12
2.5 磁場和電場 15
2.6 微擾的作用 16
2.7 麥克斯韋方程組的比例縮放特點 18
2.8 頻率的離散與連續性 19
2.9 電動力學與量子力學的比較 20
2.10 深入閱讀 21
第3章 對稱性與固體電磁學 22
3.1 利用對稱性來分類電磁場模式 22
3.2 連續平移對稱 24
3.3 離散平移對稱性 28
3.4 光子帶結構 30
3.5 旋轉對稱和不可約布里淵區 31
3.6 鏡像對稱與模式的分離 33
3.7 時間反演對稱 34
3.8 布洛赫波的傳播速度 35
3.9 電動力學與量子力學的再一次比較 36
3.10 深入閱讀 37
第4章 多層膜：一維光子晶體 38
4.1 多層膜 38
4.2 光子帶隙的物理起源 39
4.3 帶隙的大小 43
4.4 光子帶隙中的倏逝模 44
4.5 離軸傳播 46
4.6 缺陷與局域模 49
4.7 表面態 51
4.8 全向多層膜反射鏡 52
4.9 深入閱讀 54
第5章 二維光子晶體 55
5.1 二維布洛赫態 55
5.2 介質柱四方晶格 56
5.3 介質網格四方晶格 59
5.4 任意偏振的完全帶隙 61
5.5 面外傳播 63
5.6 點缺陷與光的局域 64
5.7 線缺陷與波導 70
5.8 表面態 73
5.9 深入閱讀 75
第6章 三維光子晶體 77
6.1 三維晶格 77
6.2 擁有完全帶隙的光子晶體 79
6.3 一個點缺陷內的局域模 87
6.4 線缺陷中的局域 91
6.5 表面的局域 93
6.6 深入閱讀 96
第7章 周期介質波導 97
7.1 概述 97
7.2 一個二維模型 98
7.3 三維周期介質波導 100
7.4 對稱和極化 101
7.5 周期介質波導中的點缺陷 103
7.6 有損腔的品質因子 104
7.7 深入閱讀 105
第8章 光子晶體板 107
8.1 柱板和孔板 107
8.2 極化和板厚 108
8.3 板中的線缺陷 110
8.4 板內的點缺陷 116
8.5 不完全帶隙高Q的機制 117
8.6 深入閱讀 122
第9章 光子晶體光纖 123
9.1 約束機制 123
9.2 折射率引導光子晶體光纖 124
9.3 帶隙引導多孔光纖 132
9.4 布拉格光纖 138
9.5 空心芯光纖的損耗 143
9.6 深入閱讀 147
第10章 光子晶體的應用設計 148
10.1 概述 148
10.2 鏡子、波導和諧振腔 148
10.3 窄帶濾波器 153
10.4 時間耦合模式理論 154
10.5 彎曲波導 158
10.6 波導分路器 160
10.7 有損三維濾波器 162
10.8 諧振吸收和輻射 165
10.9 非線性濾波器和雙穩態 166
10.10 一些其他問題 170
10.11 反射、折射和衍射 172
10.12 深入閱讀 177
10.13 后記 177
附錄A 與量子力學的比較 178
附錄B 倒易晶格與布里淵區 180
B.1 倒易晶格 180
B.2 構造倒易晶格 181
B.3 布里淵區 181
B.4 二維晶格 182
B.5 三維晶格 183
B.6 米勒指數 184
附錄C 帶隙圖集 187
C.1 二維帶隙導圖 187
C.2 三維帶隙 192
附錄D 計算光子學 194
D.1 概述 194
D.2 頻域本征問題 196
D.3 頻域響應 198
D.4 時域仿真 199
D.5 一個平面波本征求解器 200
D.6 進一步閱讀和開源軟件 203
參考文獻 204
索引 223
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