电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|LEO242

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光子由一系列的电磁波组成,具有粒子行为。光子学涉及正确使用光作为工具,以造福人类。它源于词根 “光子”,它意味着最微小的光的实体,类似于电力中的电子。

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  • Longitudinal Data Analysis 纵向数据分析
  • Foundations of Data Science 数据科学基础
电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|LEO242

电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|Beam Velocity

As already mentioned, wave packets can be tailored in time and space to form an optical (pulsed) beam (Sect. 3.1.6). The wave vectors of the Fourier components of such a beam are grouped around a central wave vector $\mathbf{k}^{0}$ that defines the direction of the beam: $\mathbf{k}=\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}$; each wave vector is related to a frequency $\omega=\omega_{0}+\Delta \omega$ according to the dispersion relation $\omega(\mathbf{k})$ that can be expanded as
$$
\omega(\mathbf{k})=\omega_{0}+\frac{\partial \omega}{\partial \mathbf{k}} \Delta \mathbf{k}+\ldots
$$
The wave packet can be written as three-dimensional integral over $\Delta \mathbf{k}$,
$$
\begin{aligned}
\tilde{\mathbf{E}}(\mathbf{x}, t) &=\int \tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k}) \mathrm{e}^{-\mathrm{j}\left[\left(\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}\right) \cdot \mathbf{x}-\omega(\mathbf{k}) t\right]} \mathrm{d}^{3} \Delta \mathbf{k} \
&=\mathrm{e}^{-\mathrm{j}\left(\mathbf{k}^{0} \cdot \mathbf{x}-\omega_{0} t\right)} \int \tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k}) \mathrm{e}^{-\mathrm{j} \Delta \mathbf{k} \cdot[\mathbf{x}-(\partial \omega / \partial \mathbf{k}) t]} \mathrm{d}^{3} \Delta \mathbf{k},
\end{aligned}
$$
where $\tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k})$ is the amplitude corresponding to the wave vector $\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}$. The result is a plane carrier wave $\exp \left[-\mathrm{j}\left(\mathbf{k}^{0} \cdot \mathbf{x}-\omega_{0} t\right)\right]$ with a spatial-temporal envelope represented by the integral; the vectorial group velocity $\mathbf{v}{\text {ray }}$ is obtained by choosing a certain value of the envelope phase $\Delta \mathbf{k} \cdot[\mathbf{x}-(\partial \omega / \partial \mathbf{k}) t]=$ const. and extracting $\dot{\mathbf{x}}$ from the temporal derivative $$ \mathbf{v}{\text {ray }}=\dot{\mathbf{x}}=\left[\begin{array}{l}
\partial \omega / \partial k_{x} \
\partial \omega / \partial k_{y} \
\partial \omega / \partial k_{z}
\end{array}\right]=\nabla_{\mathbf{k}} \omega(\mathbf{k})
$$

电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|Energy Transport

The energy transport of electromagnetic waves is described by Poynting’s theorem; to derive it, we multiply Eq. (1.13) with $\mathbf{H}$, and (1.14) with $\mathbf{E}$
$$
\mathbf{E} \cdot(\nabla \times \mathbf{H})=\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \mathbf{E}+\mathbf{P}\right)
$$

$$
\mathbf{H} \cdot(\nabla \times \mathbf{E})=-\mathbf{H} \cdot\left(\mu_{0} \frac{\partial \mathbf{H}}{\partial t}\right)
$$
after subtraction and using $2 \mathbf{a} \cdot(\partial \mathbf{a} / \partial t)=\partial(\mathbf{a} \cdot \mathbf{a}) / \partial t$, we obtain the equation
$$
\mathbf{E} \cdot(\nabla \times \mathbf{H})-\mathbf{H} \cdot(\nabla \times \mathbf{E})=\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}
$$
which, using the identity $\mathbf{b} \cdot(\nabla \times \mathbf{a})-\mathbf{a} \cdot(\nabla \times \mathbf{b})=\nabla \cdot(\mathbf{a} \times \mathbf{b})$, we convert into Poynting’s theorem in its differential form
$$
-\nabla \cdot(\mathbf{E} \times \mathbf{H})=\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}
$$
For the interpretation of the individual terms, we employ the divergence-theorem
$$
\int_{V}(\nabla \cdot \mathbf{u}) \mathrm{d} V=\int_{A} \mathbf{u} \cdot \mathbf{n} \mathrm{d} A
$$
where $A$ is the surface of the volume $V, \mathbf{n}$ is the outward pointing unit normal vector of a surface element, and $\mathrm{d} V, \mathrm{~d} A$ are differential volume and surface elements, respectively, to transform Eq. (1.52) into
$$
\int_{A}[(\mathbf{E} \times \mathbf{H}) \cdot \mathbf{n}] \mathrm{d} A=-\int_{V}\left[\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}\right] \mathrm{d} V .
$$
The terms $\varepsilon_{0} \mathbf{E} \cdot \mathbf{E} / 2$ and $\mu_{0} \mathbf{H} \cdot \mathbf{H} / 2$ represent the electric and magnetic contributions to the vacuum-energy density of the field, while $\mathbf{E} \cdot(\partial \mathbf{P} / \partial t)$ is the power density that is exchanged herween rhe field and rhe medium. Thus, re righr-hand side of Eq. (1.54) is equal to the temporal change of the energy stored in volume $V$. The left-hand side can therefore be interpreted as energy flux through the surface $A$, and the Poynting vector
$$
\mathbf{S}=\mathbf{E} \times \mathbf{H}
$$
as energy flux density [W $\mathrm{m}^{-2}$ ] of the electromagnetic field.

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光子简介代考

电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|Beam Velocity

如前所述,波包可以在时间和空间上进行调整以形成光学 (脉冲) 光束(第 $3.1 .6$ 节) 。这种光束的傅立叶分量的 波向量围绕中心波向量分组 $\mathbf{k}^{0}$ 定义光束的方向: $\mathbf{k}=\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}$; 每个波矢量都与一个频率有关 $\omega=\omega_{0}+\Delta \omega$ 根 据色散关系 $\omega(\mathbf{k})$ 可以扩展为
$$
\omega(\mathbf{k})=\omega_{0}+\frac{\partial \omega}{\partial \mathbf{k}} \Delta \mathbf{k}+\ldots
$$
波包可以写成三維积分 $\Delta \mathbf{k}$ ,
$$
\tilde{\mathbf{E}}(\mathbf{x}, t)=\int \tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k}) \mathrm{e}^{-\mathrm{j}\left[\left(\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}\right) \cdot \mathbf{x}-\omega(\mathbf{k}) t\right]} \mathrm{d}^{3} \Delta \mathbf{k} \quad=\mathrm{e}^{-\mathrm{j}\left(\mathbf{k}^{0} \cdot \mathbf{x}-\omega_{0} t\right)} \int \tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k}) \mathrm{e}^{-\mathrm{j} \Delta \mathbf{k} \cdot[\mathbf{x}-(\partial \omega / \partial \mathbf{k}) t]} \mathrm{d}^{3} \Delta \mathbf{k},
$$
在哪里 $\tilde{\mathbf{E}}(\Delta \mathbf{k})$ 是对应于波矢量的幅度 $\mathbf{k}^{0}+\Delta \mathbf{k}$. 结果是平面载波 $\exp \left[-\mathrm{j}\left(\mathbf{k}^{0} \cdot \mathbf{x}-\omega_{0} t\right)\right]$ 具有由积分表示的时 空包络;矢量群速度vray 通过选择包络相位的某个值来获得 $\Delta \mathbf{k} \cdot[\mathbf{x}-(\partial \omega / \partial \mathbf{k}) t]=$ 常量。并提取 $\dot{\mathbf{x}}$ 从时间导 数
$$
\text { vray }=\dot{\mathbf{x}}=\left[\partial \omega / \partial k_{x} \partial \omega / \partial k_{y} \partial \omega / \partial k_{z}\right]=\nabla_{\mathbf{k}} \omega(\mathbf{k})
$$

电子工程代写|光子简介代写Introduction to Photonics代考|Energy Transport

波印廷定理描述了电磁波的能量传输;为了推导出它,我们将方程式相乘。(1.13) 与 $\mathbf{H}$, 和 (1.14) 与 $\mathbf{E}$
$$
\begin{aligned}
&\mathbf{E} \cdot(\nabla \times \mathbf{H})=\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \mathbf{E}+\mathbf{P}\right) \
&\mathbf{H} \cdot(\nabla \times \mathbf{E})=-\mathbf{H} \cdot\left(\mu_{0} \frac{\partial \mathbf{H}}{\partial t}\right)
\end{aligned}
$$
减法和使用后 $2 \mathbf{a} \cdot(\partial \mathbf{a} / \partial t)=\partial(\mathbf{a} \cdot \mathbf{a}) / \partial t$ ,我们得到方程
$$
\mathbf{E} \cdot(\nabla \times \mathbf{H})-\mathbf{H} \cdot(\nabla \times \mathbf{E})=\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}
$$
其中,使用身份 $\mathbf{b} \cdot(\nabla \times \mathbf{a})-\mathbf{a} \cdot(\nabla \times \mathbf{b})=\nabla \cdot(\mathbf{a} \times \mathbf{b})$ ,我们转换成坡印廷定理的微分形式
$$
-\nabla \cdot(\mathbf{E} \times \mathbf{H})=\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}
$$
对于单个术语的解释,我们采用散度定理
$$
\int_{V}(\nabla \cdot \mathbf{u}) \mathrm{d} V=\int_{A} \mathbf{u} \cdot \mathbf{n} \mathrm{d} A
$$
在哪里 $A$ 是体积的表面 $V, \mathbf{n}$ 是表面元素的向外指向单位法向量,并且 $\mathrm{d} V, \mathrm{~d} A$ 分别是微分体积和表面元素,以变 换方程。(1.52) 成
$$
\int_{A}[(\mathbf{E} \times \mathbf{H}) \cdot \mathbf{n}] \mathrm{d} A=-\int_{V}\left[\frac{\partial}{\partial t}\left(\varepsilon_{0} \frac{\mathbf{E} \cdot \mathbf{E}}{2}+\mu_{0} \frac{\mathbf{H} \cdot \mathbf{H}}{2}\right)+\mathbf{E} \cdot \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}\right] \mathrm{d} V .
$$
条款 $\varepsilon_{0} \mathbf{E} \cdot \mathbf{E} / 2$ 和 $\mu_{0} \mathbf{H} \cdot \mathbf{H} / 2$ 表示电场和磁场对场的真空能量密度的贡献,而 $\mathbf{E} \cdot(\partial \mathbf{P} / \partial t)$ 是在场和介质之间交 换的功率密度。因此,等式的右手边。(1.54) 等于存储在体积中的能量的时间变化 $V$. 因此,左侧可以解释为通过 表面的能量通量 $A$ ,和坡印廷向量
$$
\mathbf{S}=\mathbf{E} \times \mathbf{H}
$$
作为能量通量密度 $\left[\mathrm{Wm}^{-2}\right]$ 的电磁场。

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随机过程代考

在概率论概念中,随机过程随机变量的集合。 若一随机系统的样本点是随机函数,则称此函数为样本函数,这一随机系统全部样本函数的集合是一个随机过程。 实际应用中,样本函数的一般定义在时间域或者空间域。 随机过程的实例如股票和汇率的波动、语音信号、视频信号、体温的变化,随机运动如布朗运动、随机徘徊等等。

贝叶斯方法代考

贝叶斯统计概念及数据分析表示使用概率陈述回答有关未知参数的研究问题以及统计范式。后验分布包括关于参数的先验分布,和基于观测数据提供关于参数的信息似然模型。根据选择的先验分布和似然模型,后验分布可以解析或近似,例如,马尔科夫链蒙特卡罗 (MCMC) 方法之一。贝叶斯统计概念及数据分析使用后验分布来形成模型参数的各种摘要,包括点估计,如后验平均值、中位数、百分位数和称为可信区间的区间估计。此外,所有关于模型参数的统计检验都可以表示为基于估计后验分布的概率报表。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

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机器学习代写

随着AI的大潮到来,Machine Learning逐渐成为一个新的学习热点。同时与传统CS相比,Machine Learning在其他领域也有着广泛的应用,因此这门学科成为不仅折磨CS专业同学的“小恶魔”,也是折磨生物、化学、统计等其他学科留学生的“大魔王”。学习Machine learning的一大绊脚石在于使用语言众多,跨学科范围广,所以学习起来尤其困难。但是不管你在学习Machine Learning时遇到任何难题,StudyGate专业导师团队都能为你轻松解决。

多元统计分析代考


基础数据: $N$ 个样本, $P$ 个变量数的单样本,组成的横列的数据表
变量定性: 分类和顺序;变量定量:数值
数学公式的角度分为: 因变量与自变量

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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