本書以光的電磁理論為理論基礎，以光與物質的相互作用為主線，按微納光學的發(fā)展脈絡，分別討論光子晶體光學、等離激元光學、超構材料光學、片上導波光學四個主題。重點介紹電磁波在人工微納結構中的耦合、傳播、諧振與損耗等物理過程，并在此基礎上分析光子晶體、等離激元器件、超構材料、超構表面、光波導、諧振腔等微納器件的工作原理。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
(1) 2006-9至2011-6, 美國西北大學, 電子工程與計算機系, 博士
(2) 2003-9至2006-6, 浙江大學, 信息科學與電子工程學系, 碩士
(3) 1999-9至2003-6, 浙江大學, 信息科學與電子工程學系, 學士(1) 2015-9至現(xiàn)在, 華中科技大學, 光學與電子信息學院, 教授
(2) 2011-7至2015-8, 美國賓夕法尼亞大學, 材料科學與工程學系, 博士后《激光技術原理與技術》科學出版社，2017年5月，參編無
目錄
第1章 緒論 1
1.1 概念與內涵 2
1.1.1 場與波 2
1.1.2 光學理論的四個發(fā)展階段 3
1.2 主題與應用 5
第2章 電磁光學 7
2.1 光的電磁理論 8
2.1.1 自由空間中的麥克斯韋方程組 8
2.1.2 波動方程 8
2.1.3 無源材料中的麥克斯韋方程組 9
2.1.4 邊界條件 10
2.1.5 電磁波的強度、功率和能量 10
2.1.6 電磁波的動量 11
2.2 介質材料中的電磁波 11
2.2.1 線性、非色散、均勻且各向同性的介質材料 12
2.2.2 非均勻、各向異性、色散或非線性的介質材料 14
2.3 單頻電磁波 18
2.3.1 無源材料中的麥克斯韋方程組 18
2.3.2 強度和功率 18
2.3.3 線性、非色散、均勻且各向同性的介質材料 19
2.3.4 色散、非均勻的介質材料 19
2.3.5 標量波的基本類型 20
2.4 電磁波的基本類型 24
2.4.1 平面電磁波、偶極子波和電磁高斯光束 24
2.4.2 電磁光學與標量波動光學的聯(lián)系 29
2.4.3 矢量光束 30
2.5 吸收、色散和諧振材料 31
2.5.1 吸收 31
2.5.2 色散 33
2.5.3 諧振材料 38
2.6 電磁波的散射 43
2.6.1 玻恩近似法 43
2.6.2 瑞利散射 44
2.6.3 米氏散射 48
2.6.4 電磁波在含有散射體的材料中的衰減 48
2.7 光的偏振態(tài) 50
2.7.1 偏振態(tài)的代數形式 51
2.7.2 偏振態(tài)的矩陣形式 55
2.8 界面處的反射與折射 60
2.8.1 TE偏振 62
2.8.2 TM偏振 64
2.8.3 功率反射系數與透射系數 66
第3章 光子晶體光學 69
3.1 多層介質結構光學 72
3.1.1 多層膜結構光學的矩陣理論 72
3.1.2 法布里-珀羅標準具 80
3.1.3 布拉格光柵 83
3.2 一維光子晶體 90
3.2.1 布洛赫模式 91
3.2.2 周期性介質的矩陣光學 94
3.2.3 周期性介質的傅里葉分析法 100
3.2.4 周期性介質與均勻介質的界面 103
3.3 二維與三維光子晶體 105
3.3.1 二維光子晶體 105
3.3.2 三維光子晶體 108
第4章 等離激元與超構材料 113
4.1 單負材料與雙負材料 115
4.1.1 單負材料與雙負材料中的電磁波 116
4.1.2 雙正材料與單負材料和雙負材料界面處的電磁波 119
4.2 等離激元光學 126
4.2.1 金屬材料的光學特性 126
4.2.2 金屬材料與介質材料的界面：表面等離極化激元 132
4.2.3 共振的金屬納米球：局域表面等離激元 134
4.2.4 光學天線 137
4.3 超構材料光學 138
4.3.1 超構材料 140
4.3.2 超構表面 145
第5章 導波光學 149
5.1 平行平面鏡波導 151
5.1.1 波導模式 151
5.1.2 傳播常數 152
5.1.3 場分布 153
5.1.4 模式數量 154
5.1.5 色散關系 155
5.1.6 群速度 155
5.1.7 TM模式 156
5.1.8 多模場 157
5.2 平板介質波導 158
5.2.1 波導模式 159
5.2.2 場分布 162
5.2.3 色散關系與群速度 164
5.3 二維波導 166
5.3.1 矩形鏡面波導 166
5.3.2 矩形介質波導 167
5.3.3 二維波導的典型結構 168
5.3.4 材料 169
5.4 光波導之間的耦合 169
5.4.1 輸入耦合器 169
5.4.2 耦合的光波導 172
5.4.3 波導陣列 176
5.5 光子晶體光波導 178
5.5.1 布拉格光柵波導的概念 178
5.5.2 布拉格光柵波導作為具有缺陷層的光子晶體 178
5.5.3 二維光子晶體波導 179
5.6 等離激元光波導 179
5.6.1 金屬-絕緣體-金屬波導 181
5.6.2 金屬平板波導 181
5.6.3 周期性金屬-介質平板陣列 182
第6章 諧振腔光學 183
6.1 平行平面鏡諧振腔 185
6.1.1 諧振腔模式 185
6.1.2 離軸諧振腔模式 194
6.2 二維與三維諧振腔 195
6.2.1 二維方形諧振腔 195
6.2.2 圓形諧振腔與回音壁模式 196
6.2.3 三維方形諧振腔 97
6.3 微納諧振腔 199
6.3.1 方形微納諧振腔 200
6.3.2 微柱、微盤與微環(huán)芯諧振腔 201
6.3.3 微球諧振腔 201
6.3.4 光子晶體微腔 203
6.3.5 等離激元微腔：金屬納米盤與納米球 204
書單推薦
