Optik und Photonik

Vollständig überarbeitete Neuauflage des maßgeblichen Grundlagen-Lehrbuchs zur Optik und Photonik - umfassend überarbeitet und mit einem neuen Kapitel zur Metamaterialoptik erweitert Die Optik ist eines der ältesten und faszinierendsten Teilgebiete der Physik und fest in den Curricula des Physikstudiums verankert. Sie beschäftigt sich mit der Ausbreitung von Licht und Phänomenen wie Interferenz, Brechung, Beugung und optischen Abbildungen. Die Photonik umfasst optische Phänomene, die primär auf der Wechselwirkung von (quantisiertem) Licht und Materie beruhen, und befasst sich mit dem Verständnis und der Entwicklung optischer Bauteile und Systeme wie etwa Lasern, LEDs und photonischen Kristallen. In bewährter Weise gibt die vollständig überarbeitete und erweiterte Neuauflage des "Saleh/Teich" eine Einführung in die Grundlagen der Optik und Photonik für Studierende der Physik und verwandter Wissenschaften. Ausführliche Erklärungen, rund 1000 Abbildungen und die zur quantitativen Durchdringung notwendige Mathematik ermöglichen ein tiefes Verständnis aller Teilgebiete der klassischen und modernen Optik. * Umfassend und verständlich: sämtliche Grundlagen der Optik und Photonik in einem Werk vereint * Geschrieben von hervorragenden Didaktikern mit langer Lehrerfahrung: optische Phänomene und deren Physik stehen im Vordergrund, der notwendige mathematische Apparat wird behutsam entwickelt * Überarbeitet und erweitert: alle Kapitel wurden mit Blick auf noch bessere Verständlichkeit kritisch geprüft und aktualisiert * Komplett neu: umfangreiches Kapitel zu Metamaterialoptik "Optik und Photonik" richtet sich an Bachelor- und Master-Studierende der Physik, Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften.

Table of Contents:
1 STRAHLENOPTIK 1.1 Postulate der Strahlenoptik 1.2 Einfache optische Komponenten 1.3 Gradientenindexoptik 1.4 Matrixoptik 2 WELLENOPTIK 2.1 Die Postulate der Wellenoptik 2.2 Monochromatische Wellen 2.3 Die Beziehung zwischen Wellenoptik und Strahlenoptik 2.4 Einfache optische Komponenten 2.5 Interferenz 2.6 Polychromatisches und gepulstes Licht 3 OPTIK VON STRAHLBÜNDELN 3.1 Der Gaußstrahl 3.2 Durchgang durch optische Komponenten 3.3 Hermite-Gauß-Strahlen 3.4 Laguerre-Gauß- und Besselstrahlen 4 FOURIEROPTIK 4.1 Lichtausbreitung im Vakuum 4.2 Die optische Fouriertransformation 4.3 Lichtbeugung 4.4 Bildentstehung 4.5 Holographie 5 ELEKTROMAGNETISCHE OPTIK 5.1 Die elektromagnetische Theorie des Lichts 5.2 Elektromagnetische Wellen in Dielektrika 5.3 Monochromatische elektromagnetische Wellen 5.4 Einfache elektromagnetische Welle 5.5 Absorption und Dispersion 5.6 Pulsausbreitung in dispersiven Medien 5.7 Optik von magnetischen und Metamaterialien 6 POLARISATIONSOPTIK 6.1 Die Polarisation des Lichts 6.2 Reflexion und Brechung 6.3 Die Optik anisotroper Medien 6.4 Optische Aktivität und Magnetooptik 6.5 Optik von Flüssigkristallen 6.6 Polarisierende Bauelement 7 OPTIK PHOTONISCHER KRISTALLE 7.1 Optik von dielektrischen Schichtmedien 7.2 Eindimensionale photonische Kristalle 7.3 Zwei- und dreidimensionale photonische Kristall 8 METALL- UND METAMATERIALOPTIK 8.1 Einfach- und doppelt-negative Medien 8.2 Metalloptik: Plasmonik 8.3 Metamaterialoptik 8.4 Transformationsoptik 9 WELLENLEITEROPTIK 9.1 Wellenleiter aus ebenen Spiegeln 9.2 Ebene dielektrische Wellenleiter 9.3 Zweidimensionale Wellenleiter 9.4 Photonische Kristalle als Wellenleiter 9.5 Optische Kopplung in Wellenleitern 9.6 Metallische Subwellenlängen-Wellenleiter (Plasmonen) 10 FASEROPTIK 10.1 Geführte Strahlen 10.2 Geführte Wellen 10.3 Dämpfung und Dispersion 10.4 Mikrostrukturierte Faser 11 RESONATOROPTIK 11.1 Resonatoren aus ebenen Spiegeln 11.2 Kugelspiegelresonatoren 11.3 Zwei- und dreidimensionale Resonatoren 11.4 Mikroresonatoren 12 STATISTISCHE OPTIK 12.1 Statistische Eigenschaften von stochastischem Licht 12.2 Interferenz von partiell kohärentem Licht 12.3 Transmission von partiell kohärentem Licht durch optische Systeme 12.4 Partielle Polarisation 13 PHOTONENOPTIK 13.1 Photonenströme 13.2 Quantenzustände des Licht 14 LICHT UND MATERIE 14.1 Die Besetzung von Energieniveaus 14.2 Die Wechselwirkung von Photonen mit Atomen 14.3 Thermisches Licht 14.4 Lumineszenz und Lichtstreuung 15 LASERVERSTÄRKER 15.1 Theorie der Laserverstärkung 15.2 Pumpen des Verstärkers 15.3 Verbreitete Laserverstärker 15.4 Die Nichtlinearität von Verstärkern 15.5 Verstärkerrausche 16 LASER 16.1 Theorie der Laseroszillation 16.2 Eigenschaften der Laserstrahlung 16.3 Häufige Lasertypen 17 HALBLEITEROPTIK 17.1 Halbleiter 17.2 Wechselwirkungen von Photonen mit Ladungsträger 18 LEDS UND LASERDIODEN 18.1 Lichtemittierende Dioden 18.2 Optische Halbleiterverstärker 18.3 Laserdioden 18.4 Quantum-Confined-Laser 18.5 Mikrokavität-Laser 18.6 Nanokavität-Laser 19 HALBLEITER-PHOTODETEKTOREN 19.1 Photodetektoren 19.2 Photoleiter 19.3 Photodioden 19.4 Lawinenphotodioden 19.5 Arraydetektoren 19.6 Rauschen in Photodetektoren 20 AKUSTOOPTIK 20.1 Die Wechselwirkung von Licht und Schall 20.2 Akustooptische Bauelemente 20.3 Akustooptik von anisotropen Medien 21 ELEKTROOPTIK 21.1 Grundlagen der Elektrooptik 21.2 Elektrooptik anisotroper Medien 21.3 Elektrooptik von Flü ssigkristallen 21.4 Photorefraktivität 21.5 Elektroabsorption 22 NICHTLINEARE OPTIK 22.1 Nichtlineare optische Medien 22.2 Nichtlineare Optik zweiter Ordnung 22.3 Nichtlineare Optik dritter Ordnung 22.4 Nichtlineare Optik zweiter Ordnung: die Theorie gekoppelter Wellen 22.5 Nichtlineare Optik dritter Ordnung: Theorie gekoppelter Wellen 22.6 Anisotrope nichtlineare Medien 22.7 Dispersive nichtlineare Medien 23 ULTRASCHNELLE OPTIK 23.1 Eigenschaften von Pulsen 23.2 Pulsformung

About the Author :
Professor Bahaa E.A. Saleh promovierte 1971 an der Johns Hopkins Universität, Baltimore, Maryland, im Fach Elektrotechnik. Nach unterschiedlichen internationalen Forschungs- und Lehrtätigkeiten im In- und Ausland wechselte er 1994 an die Universität Boston als Direktor des Instituts für Elektro- und Computertechnik. Er ist Ehrenmitglied des IEEE und der Optical Society of America. Professor Saleh's Forschung umfasst die Gebiete Bildverarbeitung, optische Signalverarbeitung, statistische Optik, optische Kommunikation und Sehkraft. Professor Malvin C. Teich promovierte 1966 an der Cornell Universität in Ithaca, New York. Seit 1995 ist er als Professor für Elektro- und Computertechnik, Physik und Biomedizintechnik an der Universität Boston tätig. Professor Teich war Mitherausgeber der Zeitschrift Quantum Optics; er ist Ehrenmitglied der Optical Society of America sowie der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft. Seine Forschung umfasst u.a. die Gebiete Photonik, Quantenoptik und Bildgebung, Wavelets sowie fraktale stochastische Prozesse.

Review :
Sehr schön sind auch die Kapitel über Photonenoptik, statistische Optik und Metamaterialien. Physik in unserer Zeit, 24.09.2020