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Fully revised and in its second edition, this standard reference on nano-optics is ideal for graduate students and researchers alike.
Conventional optical science and technology have been restricted by the diffraction limit from reducing the sizes of optical and photoruc devices to nanometric dimensions. Thus, the size of optical integrated circuits has been incompatible with that of their counterpart, integrated electronic circuits, which have much smaller dimensions. This book provides potential ideas and methods to overcome this difficulty. Near-field optics has developed very rapidly from around the middle 1980s after preliminary trials in the microwave frequency region, as proposed as early as 1928. At the early stages of this development, most technical efforts were devoted to realizing super-high-resolution optical microscopy beyond the diffraction limit. However, the possibility of exploiting the optical near-field, phenomenon of quasistatic electromagnetic interaction at subwavelength distances between nanometric particles has opened new ways to nanometric optical science and technology, and many applications to nanometric fabrication and manipulation have been proposed and implemented. Building on this historical background, this book describes recent progress in near-field optical science and technology, mainly using research of the author's groups. The title of this book, Near-Field Nano-Optics-From Basic Principles to Nano-Fabrication and Nano-Photonics, implies capabilities of the optical near field not only for imaging/microscopy, but also for fabrication/manipulation/proc essing on a nanometric scale.
This book provides a comprehensive overview of nano-optics, including basic theory, experiment and applications, particularly in nanofabrication and optical characterization. The contributions clearly demonstrate how advances in nano-optics and photonics have stimulated progress in nanoscience and -fabrication, and vice versa. Their expert authors address topics such as three-dimensional optical lithography and microscopy beyond the Abbe diffraction limit, optical diagnostics and sensing, optical data- and telecommunications, energy-efficient lighting, and efficient solar energy conversion. Nano-optics emerges as a key enabling technology of the 21st century. This work will appeal to a wide readership, from physics through chemistry, to biology and engineering. The contributions that appear in this volume were presented at a NATO Advanced Study Institute held in Erice, 4-19 July, 2015.
Schon die erste Auflage des englischen Lehrbuchs 'Fundamentals of Photonics' zeichnete sich durch seine ausgewogene Mischung von Theorie und Praxis aus, und deckte in detaillierter Darstellung die grundlegenden Theorien des Lichts ab. Es umfasste sowohl die Themen Strahlenoptik, Wellenoptik, elektromagnetische Optik, Photonenoptik, sowie die Wechselwirkung von Licht und Materie, als auch die Theorie der optischen Eigenschaften von Halbleitern. Die Photonik-Technologie hat eine rasante Entwicklung genommen seit der Publikation der ersten Ausgabe von 'Fundamentals of Photonics' vor 15 Jahren. Die nun vorliegende Zweite Auflage des Marksteins auf dem Gebiet der Photonik trägt mit zwei neuen und zusätzlichen Kapiteln den neuesten technologischen Fortschritten Rechnung: Photonische Kristalle sowie Ultrakurzpuls-Optik. Zudem wurden alle Kapitel gründlich überarbeitet und viele Abschnitte hinzugefügt, so z.B. über Laguerre-Gauss Strahlen, die Sellmeier-Gleichung, Photonenkristall-Wellenleiter, photonische Kristallfasern, Mikrosphären-Resonatoren, Optische Kohärenz Tomographie, Bahndrehimpuls des Photons, Bohrsche Theorie, Raman-Verstärker, rauscharme Avalanche-Photodioden, Abstimmkurven und Dispersions-Management.
The Theory and Applications of Nanophotonics Devices, Fabrication, and Systems Coauthored by the developer of nanophotonics, Principles of Nanophotonics outlines physically intuitive concepts of the subject using a novel theoretical framework that differs from conventional wave optics. It probes far-reaching physical insights into the local electromagnetic interaction in the nanometric subsystem composed of electrons and photons. After reviewing the background, history, and current status of research and development in nanophotonics and related technologies, the book presents a unique theoretical model to describe the interactions among nanometric material systems via optical near-fields. It also evaluates a nonadiabatic fabrication process using this theoretical model. The authors then explore nanophotonic devices and fabrication techniques and provide examples of qualitative innovation. The final chapter looks at how the assembly of nanophotonic devices produces a nanophotonic system. Realize the Great Potential of Nanophotonics Nanophotonics is on its way to revolutionizing various applications in devices, fabrications, and information and communication systems. Promoting further exploration in the field, this book helps you understand the theory behind nanophotonics and how it can be applied to devices and systems.
Das Buch behandelt die Theorie der Signale und (linearen) Systeme sowie ihrer Anwendungen. Nach einer Einführung anhand von Beispielen aus den verschiedenen Anwendungsgebieten werden die Grundtechniken zur Beschreibung zeitkontinuierlicher linearer zeitinvarianter Systeme und deren Wirkung auf Signale diskutiert. Der Übergang in die digitale Signalverarbeitung wird durch die Herleitung und Diskussion des Abtasttheorems vorbereitet. Anschließend werden die Methoden der Systemtheorie für die digitale Signalverarbeitung vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Diskussion der Diskreten Fouriertransformation. Hier stehen insbesondere die Zusammenhänge zwischen DFT/FFT-Spektren und den Spektren der zeitkontinuierlichen Signale im Focus. Die behandelten Methoden werden auf die Verarbeitung stochastischer Signale übertragen und damit für die praktische Anwendung nutzbar gemacht. Der Autor beschreibt zahlreiche reale Beispiele mit echten gemessenen Daten und stellt das Material sowie die zugehörigen MATLAB-Programme online zu Verfügung. Das Buch enthält über 150, in vielen Fällen MATLAB/Simulink-basierte Übungsaufgaben, deren Lösungen in einem eigenen Lösungsband zur Verfügung stehen. Für die 2. Auflage wurde das Buch gründlich überarbeitet. Die größten Änderungen betreffen dabei die MATLAB-Beispiele, die sehr oft an die neuesten Versionen der verwendeten Toolboxen angepasst wurden.

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