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出版者:科學齣版社

作者:W.剋希耐爾

出品人:

頁數:0

译者:孫文

出版時間:1900-01-01

價格:68.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787030103611

叢書系列:

圖書標籤:

• 激光
• 好好學習
• 牛頓
• 2012
• 固體激光
• 激光工程
• 光子技術
• 光學
• 材料科學
• 激光物理
• 激光技術
• 工程技術
• 應用光學
• 激光器

《光影織夢：現代光學器件的設計與應用》 內容概述： 本書旨在深入探討現代光學器件在各行各業中的設計原理、製造工藝以及前沿應用。我們將從基礎的光學理論齣發，逐步深入到復雜的光學係統構建，並重點關注器件的性能優化和實際集成。全書內容涵蓋瞭從光學元件的選用與設計、精密加工與錶麵處理、光學鍍膜技術，到新型光源、光電探測器、圖像傳感器、光學成像係統，以及光通信、光醫療、光存儲、光製造等多元化應用領域。本書力求理論與實踐相結閤，為讀者提供一個全麵而深入的光學工程視野。 第一章：光學基礎與元件設計 本章將從激光的誕生與發展史切入，追溯其在科學研究和工業應用中的裏程碑式貢獻，但不側重於其內部工作原理，而是將其定位為一種重要的“光能輸齣設備”。我們將詳細闡述激光與傳統光源在相乾性、單色性、方嚮性上的根本區彆，並淺析其在光學係統中的作用，例如作為高精度測量、精密加工或信息傳輸的“能量源”。 在此基礎上，本章將係統介紹光學係統中不可或缺的基礎元件，包括： 透鏡與反射鏡： 深入剖析球麵透鏡、非球麵透鏡、柱麵透鏡、平麵反射鏡、凹麵反射鏡、凸麵反射鏡等各類光學元件的光學特性，講解其焦距、像差（球差、慧差、像散、場麯、畸變）的産生原因及補償方法。我們將重點關注不同材料（如玻璃、石英、氟化物）在選擇時的考量因素，以及錶麵精度、波前誤差對光學係統整體性能的影響。 棱鏡： 涵蓋直角棱鏡、等腰直角棱鏡、屋脊棱鏡、摺射棱鏡、分光棱鏡等，闡述它們在改變光路、實現全反射、光譜分析中的功能。 光闌與濾光片： 探討可變光闌、固定光闌在控製光束尺寸、景深、曝光量中的作用，以及各種類型的濾光片（如中性密度濾光片、吸收濾光片、乾涉濾光片）在選擇性透過或阻擋特定波長光綫方麵的應用。 本章將強調，光學元件的設計並非孤立存在，而是整個光學係統性能的基石。因此，我們將引入係統設計初期的“指標定義”和“初步選型”概念，引導讀者理解如何在滿足特定應用需求的前提下，選擇最閤適的光學元件組閤。 第二章：精密光學加工與製造工藝 光學元件的性能實現，離不開高精度的製造工藝。本章將聚焦於現代光學器件的精密加工技術，包括： 研磨與拋光： 詳細介紹不同類型的研磨（如粗磨、精磨）和拋光技術（如金剛石拋光、化學機械拋光）。我們將深入探討影響拋光效率和錶麵質量的關鍵參數，如磨料粒度、拋光液配方、加工壓力、轉速等。同時，會介紹超精密拋光技術，以及如何達到納米級的錶麵粗糙度要求。 錶麵形貌控製： 講解如何通過各種測量手段（如乾涉儀、原子力顯微鏡）來評估和控製光學錶麵的形貌，包括錶麵粗糙度、波前誤差、錶麵缺陷等。 光學鍍膜技術： 這是本章的重點之一。我們將詳細介紹各種光學鍍膜的原理和應用，包括： 增透膜（AR coating）： 講解單層增透膜、多層增透膜的設計原理，以及如何根據入射角、波長範圍優化反射率。 高反射膜（HR coating）： 介紹用於反射鏡和分光元件的增反膜設計，以及不同材料組閤實現高反射率的機製。 介質濾光片（Dielectric filters）： 闡述多層介質膜在實現窄帶通、帶阻、長波通、短波通等特殊光譜選擇性功能方麵的設計與製造。 金屬膜（Metal coatings）： 介紹金、銀、鋁等金屬膜在製作普通反射鏡、導電膜等方麵的應用。 光學鍍膜設備與工藝： 簡要介紹常用的鍍膜設備（如真空蒸發、離子束濺射），以及工藝參數（如真空度、沉積速率、基闆溫度）對膜層性能的影響。 精密裝配與校準： 介紹光學元件在集成到光學係統時，如何進行精密裝配，包括調心、調焦、固定等操作，以及係統校準的重要性。 本章強調，製造工藝的先進性是光學器件性能突破的關鍵。通過精密的加工和可靠的鍍膜技術，纔能將光學設計中的理想性能轉化為實際可用的器件。 第三章：新型光源與光電探測技術 本章將關注現代光學係統中用於産生光和接收光的核心器件： 新型光源： LED（發光二極管）： 深入探討LED的發光機理、光色特性（色溫、顯色指數）、亮度與效率的提升，以及其在照明、顯示、信號指示等領域的廣泛應用。 OLED（有機發光二極管）： 介紹OLED的結構、發光原理，以及其在柔性顯示、高對比度屏幕等方麵的優勢。 激光器（簡述）： 在不涉及激光器內部構造的前提下，我們將側重於介紹不同類型的商用激光器（如半導體激光器、光縴激光器）及其主要參數，例如波長、功率、光束質量，以及它們作為高性能“光能源”在具體應用中的選擇依據。 其他特種光源： 簡要介紹氙燈、鹵素燈等在特定應用場景下的光源特性。 光電探測器： 光電二極管（Photodiode）： 講解光電二極管的光電轉換原理、響應速度、靈敏度等參數，以及其在光信號檢測、光通信接收端等方麵的應用。 光電倍增管（PMT）： 介紹PMT的高靈敏度和快速響應特性，以及其在痕量檢測、熒光測量等領域的應用。 CMOS與CCD圖像傳感器： 詳細分析CMOS和CCD的工作原理，講解像素尺寸、量子效率、噪聲、動態範圍等關鍵指標，以及它們如何捕獲和數字化光學圖像，是現代相機、掃描儀、醫學成像設備的核心。 焦平麵陣列探測器： 介紹紅外、紫外等特殊波段的焦平麵探測器，及其在熱成像、光譜分析等領域的應用。 本章旨在讓讀者理解，光學係統的“輸入”與“輸齣”端是實現功能的核心。對這些新型光源和高效探測器的深入瞭解，是設計和優化光學係統的基礎。 第四章：光學成像係統與視覺技術 本章將深入探討如何利用光學元件組閤來構建能夠形成清晰、準確圖像的係統： 成像原理與類型： 介紹共軛關係、物像關係，以及成像係統中常見的像差及其對圖像質量的影響。 顯微成像係統： 講解光學顯微鏡（如復式顯微鏡、立體顯微鏡）的基本原理，包括放大率、數值孔徑（NA）、分辨率等關鍵概念，以及其在生物、材料科學等領域的研究作用。 望遠成像係統： 介紹望遠鏡（如摺射式、反射式）的光學設計，以及其在天文學、軍事偵察等領域的應用。 相機與鏡頭係統： 深入分析相機鏡頭的設計，包括變焦鏡頭、定焦鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭等，以及光圈、焦距、快門速度等參數對成像效果的影響。 機器視覺係統： 探討機器視覺在工業自動化、質量檢測、機器人導航等方麵的應用，以及其所需的成像係統、光源、圖像處理算法等。 光學測量與計量： 介紹乾涉測量、投影測量、三維掃描等光學測量技術，以及它們在精密製造、形貌分析中的作用。 本章強調，光學成像係統的設計是一個係統工程，需要綜閤考慮光學元件、光源、探測器以及軟件算法的協同工作。 第五章：現代光學工程的應用前沿 本章將展示光學工程在各個領域的蓬勃發展和創新應用： 光通信： 介紹光縴通信係統的基本架構，包括光信號的産生（激光器）、傳輸（光縴）、接收（光電探測器），以及光信號的調製與解調技術。重點關注其在高速、大容量信息傳輸中的核心地位。 光醫療： 激光醫療： 介紹激光在手術（如眼科、皮膚科）、診斷、治療（如光動力療法）中的應用，強調其非侵入性、高精度和選擇性的特點。 生物成像： 探討光學方法在生物細胞、組織成像中的應用，如共聚焦顯微鏡、多光子顯微鏡等，以及它們在生命科學研究中的重要性。 光存儲： 簡要介紹光學存儲技術（如CD、DVD、藍光光盤）的工作原理，以及未來可能的光存儲技術方嚮。 光製造與3D打印： 激光加工： 介紹激光切割、激光焊接、激光打標等精密加工技術，及其在金屬、非金屬材料加工中的優勢。 光固化3D打印： 講解基於光固化原理的3D打印技術，如SLA、DLP等，以及它們在原型製造、精密器件生産中的應用。 顯示技術： 除瞭LED和OLED，還將簡要提及其他與光學相關的顯示技術，如投影技術、全息顯示等。 環境監測與遙感： 介紹光學技術在氣體監測、水質分析、大氣成分探測、地球資源遙感等方麵的應用。 本章的目的是拓寬讀者的視野，展示光學工程的無限可能性，激發其在更廣泛領域中應用光學原理和技術的靈感。 總結： 《光影織夢：現代光學器件的設計與應用》是一本麵嚮廣泛工程技術人員、科研工作者以及高等院校學生的專業書籍。它提供瞭一個從基礎光學理論到尖端應用的全景式介紹，旨在幫助讀者深入理解現代光學器件的構成、工作原理、設計方法以及在各個領域的強大應用能力。本書力求以嚴謹的學術態度、清晰的邏輯結構和豐富的實例，為光學工程領域的學習者提供寶貴的知識財富，並激發他們在這個充滿活力的領域中不斷探索與創新。

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评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真的很有意思，封麵那種深沉的墨綠色配上燙金的書名，一下子就抓住眼球瞭。拿到手裏沉甸甸的，感覺內容一定很紮實。我本來以為會是一本偏理論，讀起來會很晦澀的專業書，結果翻開第一章就發現，作者的敘述方式相當平易近人。他沒有直接堆砌那些復雜的數學公式，而是通過一些非常形象化的例子來引入概念。比如，講到材料吸收和發射光的機製時，他竟然用到瞭我們日常生活中“水杯接水”的比喻，一下子就把抽象的光子-原子相互作用給具象化瞭。這種將深奧物理概念“翻譯”成生活語言的能力，真的是非常高超。而且，書中對於不同類型激光器的發展曆史梳理得非常清晰，從早期的紅寶石激光器到後來的半導體激光器，每一步的突破點和背後的關鍵技術難點都講得一清二楚，讓人讀起來完全沒有那種枯燥的曆史陳述感，反而像在看一部技術演進的史詩。特彆是關於腔體設計那一部分，圖示非常精妙，那些復雜的幾何關係，通過幾筆簡單的綫條就解釋透徹瞭，對於初學者來說簡直是福音。這本書的結構安排也很有條理，章節之間的邏輯過渡非常順暢，不會讓人有“跳躍感”。

评分☆☆☆☆☆

我最喜歡這本書的另外一個特點是它的“跨學科視野”。雖然書名聽起來非常聚焦於“工程”二字，但作者卻花瞭相當大的篇幅去討論激光技術與信息技術、生物醫學領域的交叉應用。比如，在介紹光縴激光器時，它不僅深入講解瞭摻雜過程和增益特性，還擴展到光縴通信的原理，以及光縴在醫療診斷中的應用潛力。這種宏觀的視角避免瞭技術討論陷入“隻見樹木不見森林”的睏境。讀完關於激光與物質相互作用的章節後，我對於如何設計更高效、更安全的生物成像係統有瞭全新的理解。它沒有簡單地羅列應用案例，而是從底層的物理機製齣發，闡述瞭為什麼特定的激光參數（如波長、脈衝寬度）會對不同的生物組織産生特定的影響。這種由內而外的邏輯推導，極大地拓寬瞭我的思路，讓我意識到激光技術遠比我原先想象的要復雜和有趣得多，它不僅僅是製造工具，更是探索未知世界的鑰匙。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版質量非常高，紙張的選用和印刷的清晰度都達到瞭可以收藏的級彆。但最讓我驚喜的是它的注釋和參考文獻部分。我發現作者不僅僅是羅列瞭前人的經典著作，還非常巧妙地引用瞭很多近五年內發錶在前沿期刊上的創新性成果。這對於我們這些需要緊跟技術前沿的從業人員來說，價值巨大。每當書中提及一個關鍵技術點時，腳注裏往往會附帶一個關鍵論文的 DOI 或者精確的引用信息，這使得讀者可以方便地進行“深度挖掘”。我個人嘗試著去追溯瞭其中幾個關於超快激光脈衝形成機製的引用，發現它們確實是該領域最新的突破點。這種嚴謹的學術態度和對信息時效性的把控，讓這本書的參考價值遠遠超齣瞭普通的教材範疇，更像是一本高水平的“技術手冊兼綜述”。而且，書中對一些敏感的工程參數的討論也相當到位，沒有迴避那些“非理想”情況下的復雜性，這種求真的精神，在很多浮於錶麵的科普讀物中是很難看到的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格在專業書籍中算是非常獨特的。它不像某些經典教材那樣，每一個句子都像是被數學公式嚴格限定過的，而是充滿瞭作者個人的思考和對這門學科的熱愛。在解釋一些難度較高的概念時，作者會采用一種類似於“智者對徒弟的教誨”的語調，既有權威性，又帶著一種鼓勵探索的精神。例如，在總結不同拓撲結構對激光模式影響時，他用瞭這樣一句話：“我們設計的不是一個簡單的光容器，而是一個與光子共舞的精密劇場。” 這種富有詩意的錶達，在嚴肅的技術文檔中顯得尤為動人，也讓整個閱讀過程變得非常享受，而不是一種負擔。對於那些可能對傳統硬核物理望而卻步的年輕學生來說，這本書提供瞭一個非常友好的入口。它不僅教授瞭“是什麼”和“怎麼做”，更重要的是，它激發瞭讀者去思考“為什麼是這樣”，以及“未來還能怎樣”。這種對科學精神的弘揚，比單純的知識傳授更具長遠的價值。

评分☆☆☆☆☆

我是一個主要從事材料科學研究的工程師，平時的工作接觸激光加工的機會不少，但對激光器本身的物理原理和工程實現細節瞭解得並不夠深入。這本書的齣現，很大程度上彌補瞭我的知識盲區。我特彆欣賞它在“工程實現”這個維度上的深度。很多教科書隻停留在理論推導，但這本書卻非常注重實際操作中的“痛點”和“訣竅”。比如，在講到熱透鏡效應和光束質量控製時，作者給齣瞭好幾個非常實用的優化方案，包括冷卻係統的設計參數建議、不同泵浦源的適用場景對比分析，甚至連光束診斷的常用工具和軟件的局限性都提到瞭。這對我後續優化現有的激光焊接工藝非常有指導意義。書裏對不同工作介質（如Nd:YAG、鈦藍寶石等）的特性對比分析也極其到位，錶格清晰，結論明確，直接就能拿來做技術選型參考。坦白說，我以前處理一些激光器故障時，往往需要翻閱大量的廠商手冊和零散的論文，但這本書幾乎把這些知識點係統地整閤在瞭一起，形成瞭一個完整的知識網絡，極大地提高瞭我的問題解決效率。

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