《非線性可調(diào)及有源超材料》旨在介紹不同頻率范圍內(nèi)（包括微波、太赫茲和光學）高級可調(diào)諧、非線性、有源超材料和超器件的理論、數(shù)值和實驗方面的專業(yè)知識，從而統(tǒng)一這些不同且不斷發(fā)展的基本概念。具體來說，該書闡述了創(chuàng)建超材料并實現(xiàn)其可調(diào)諧性的主要方法，并介紹了非線性、可調(diào)諧、有源超材料的新成果，這有望為諸如高效變頻器、功率限制器及參量放大器等具有實際應用價值的未來光學超器件創(chuàng)造條件。特別是，作者討論了在所有頻率范圍內(nèi)動態(tài)操縱電磁超材料的方法。
《非線性可調(diào)及有源超材料》的作者是超材料領(lǐng)域的領(lǐng)先專家，他們促進了結(jié)構(gòu)材料的基礎物理學的發(fā)展，并促進了對理論上預測的許多效應的關(guān)鍵性實驗觀察。該書面向?qū)﹄姶挪▊鞑セA知識有一定了解的讀者，尤其是年輕的、杰出的科學家，以及研究團隊中具有實驗和理論方面專業(yè)知識的科學家。該書將闡述有關(guān)超材料設計的基本原理、均質(zhì)化過程、波傳播、非線性現(xiàn)象以及計算方面的論點，重要的是找出應用明顯不同的物理原理情況下的共同點。
值得一提的是，該書討論了非線性波和局域激發(fā)的基本特性，并展示了對非線性波和局域激發(fā)的控制，包括左手傳輸線中的非線性效應、磁致彈性相互作用、超導量子超材料、可調(diào)諧液晶基結(jié)構(gòu)以及超材料結(jié)構(gòu)中誘導非線性磁響應的新型非線性效應的可能性，尤其闡述了非線性和線性模式之間的相互作用，這會導致許多有趣的共振散射和俘獲效應，以及對超材料參數(shù)的主動控制。我們相信，來自各子領(lǐng)域的實驗者和理論家共同協(xié)作，必將促進各研究領(lǐng)域取得豐碩成果。
21世紀是光子學的時代，駕馭光是改變生活的技術(shù)的關(guān)鍵，從能源到安全，從生物技術(shù)到低成本精密制造，從高速互聯(lián)網(wǎng)到量子級信息處理，從集成電路制造、照明、醫(yī)療保健及生命科學到航天、國防和汽車領(lǐng)域，許多重要行業(yè)都同樣依賴于對光的基本掌控。未來的技術(shù)需要更為先進的光子集成度和能源效率，遠遠超過體光學元件、目前的硅光子學，甚至是創(chuàng)新的等離子體光子電路。這種集成度可以通過在材料層而非芯片層中嵌入數(shù)據(jù)處理和波導功能來實現(xiàn)，應對這些挑戰(zhàn)唯一可能的解決方案就是采用最近興起的超材料概念。
超材料是在亞波長尺度上構(gòu)造的人工電磁介質(zhì)；它們最初應用于負折射率材料及超透鏡，但很快就成為工程電磁空間及通過轉(zhuǎn)換光學控制波傳播的范例。目前的研究議程主要注重如何實現(xiàn)新一代超器件，它定義為基于超材料的裝置及結(jié)構(gòu)，通過在亞波長尺度上構(gòu)造功能性物質(zhì)來獲得新式實用功能。
通過設計亞波長結(jié)構(gòu)材料，在超材料和超器件領(lǐng)域開辟了從集中于亞波長到控制電磁波的獨特能力等技術(shù)上的重要功能。超材料的研究已成為物理學和工程學的全新領(lǐng)域，現(xiàn)在正迅速引起全球的關(guān)注。超材料不僅在實際應用及設備方面提供了全新的可能性，還展現(xiàn)出挑戰(zhàn)基本物理概念的未知和有趣特性；在現(xiàn)實生活中，使用超材料的主要障礙是它們對電磁波的吸收和狹窄的工作頻帶。而非線性、可調(diào)、有源超材料將解決這些問題，并促成實際應用。
對于現(xiàn)代物理學的幾乎所有領(lǐng)域，包括從量子光學到電子工程等，非線性現(xiàn)象都是至關(guān)重要的，它還解決了從基礎理論研究到實際工程應用的一系列問題。電子學中使用的非線性效應，可由眾多裝置通過半導體提供。在光學中，非線性源于弱非線性原子響應，關(guān)鍵問題始終與觀察有用效應所需的相對較高的功率有關(guān)；而能夠處理強非線性響應的電子設備速度有局限性。非線性效應的研究在過去10年間蓬勃發(fā)展的超材料研究中，引起了極大的關(guān)注，這一點不足為奇。超材料是人工結(jié)構(gòu)，其中一些特定設計元件在宏觀尺度下扮演原子的角色。在設計和組合材料特性方面，超材料提供了巨大的可能性，經(jīng)�？梢赃_到自然界中無法企及的現(xiàn)象，因此特別適合引入非線性。超材料范例的優(yōu)勢必將對整個非線性光學領(lǐng)域產(chǎn)生顯著影響：一方面為典型問題提供新穎的解決方案：另一方面帶來新現(xiàn)象和應用。
本書旨在介紹不同頻率范圍內(nèi)（包括微波、太赫茲和光學）高級可調(diào)諧、非線性、有源超材料和超器件的理論、數(shù)值和實驗方面的專業(yè)知識，從而統(tǒng)一這些不同且不斷發(fā)展的基本概念。具體來說，本書闡述了創(chuàng)建超材料并實現(xiàn)其可調(diào)諧性的主要方法，并介紹了非線性、可調(diào)諧、有源超材料的最新成果，這有望為諸如高效變頻器、功率限制器及參量放大器等具有實際應用價值的未來光學超器件創(chuàng)造條件。特別是，作者討論了在所有頻率范圍內(nèi)動態(tài)操縱電磁超材料的方法。
本書的作者是超材料領(lǐng)域的領(lǐng)先專家，他們促進了結(jié)構(gòu)材料的基礎物理學的發(fā)展，并促進了對理論上預測的許多效應的關(guān)鍵性實驗觀察。本書面向?qū)﹄姶挪▊鞑セA知識有一定了解的讀者，尤其是年輕的、杰出的科學家，以及研究團隊中具有實驗和理論方面專業(yè)知識的科學家。本書將闡述有關(guān)超材料設計的基本原理、均質(zhì)化過程、波傳播、非線性現(xiàn)象以及計算方面的論點，最重要的是找出應用明顯不同的物理原理情況下的共同點。
值得一提的是，本書討論了非線性波和局域激發(fā)的基本特性，并展示了對非線性波和局域激發(fā)的控制，包括左手傳輸線中的非線性效應、磁致彈性相互作用、超導量子超材料、可調(diào)諧液晶基結(jié)構(gòu)以及超材料結(jié)構(gòu)中誘導非線性磁響應的新型非線性效應的可能性，尤其闡述了非線性和線性模式之間的相互作用，這會導致許多有趣的共振散射和俘獲效應，以及對超材料參數(shù)的主動控制。我們相信，來自各子領(lǐng)域的實驗者和理論家共同協(xié)作，必將促進各研究領(lǐng)域取得豐碩成果。
匯編如此多的優(yōu)秀文獻資料，本書的作者們同樣功不可沒。在此，我們也感謝所有作者呈現(xiàn)的出色文章，以及一直以來對編輯工作的大力支持。
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