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出版者:Dgv

作者:Tuja, Maximo

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2007-07-20

价格:USD 20.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783899551907

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好的，这是一本名为《几何光学基础与应用》的图书简介： --- 几何光学基础与应用 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的几何光学理论框架，并着重探讨其在现代工程技术中的广泛应用。全书内容严谨，逻辑清晰，从基础的光线概念出发，逐步构建起完整的成像理论体系，并辅以大量工程实例，帮助读者将理论知识有效地转化为解决实际问题的能力。 本书内容结构分为四个主要部分：基础原理与数学工具、成像理论与系统分析、光学系统设计与优化，以及现代应用前沿。 第一部分：基础原理与数学工具 本部分奠定了全书的理论基石，详细阐述了几何光学所依赖的基本物理假设和数学描述方法。 第一章：光线假设与传播定律 本章首先回顾了电磁波理论的局限性，引出几何光学作为波动光学的低频近似的适用条件。核心内容包括：费马原理（最小时间原理）的精确表述及其在光线传播路径确定中的核心作用。接着，深入探讨了斯涅尔定律（Snell’s Law）的推导及其在界面折射和全反射现象中的应用。本章还介绍了光的反射定律和折射定律在不同介质交界面上的严格形式，并讨论了光线在梯度折射率介质（GRIN）中传播的路径积分方法。 第二章：几何光学中的坐标系与矩阵描述 为了系统化地分析复杂光学系统，本章引入了强大的矩阵代数工具。详细介绍了笛卡尔坐标系与球坐标系之间的转换，以及光学系统中常用的参数定义，如孔径角、视场角等。重点讲解了光线追迹矩阵（Ray Transfer Matrix，或称ABCD矩阵）的构建。系统地推导了单透镜、双透镜、平面镜、棱镜等基本光学元件对光线传播的影响矩阵。更进一步，本章阐述了组合光学系统的等效矩阵的计算方法，为后续的系统分析提供了高效的代数工具。 第三章：光瞳与光束的限制 本章聚焦于限制光线进入系统的物理边界——光瞳。详细区分了入瞳（Entrance Pupil）、出瞳（Exit Pupil）、入径光阑（Entrance Aperture Stop）和出径光阑（Exit Aperture Stop）的概念及其相互关系。本章深入分析了光阑对光束角的限制作用，以及它们如何决定系统的数值孔径（Numerical Aperture, NA）。此外，还探讨了光束限制对成像质量，特别是对焦深（Depth of Field）和场曲（Field Curvature）的影响。 第二部分：成像理论与系统分析 本部分将基础原理应用于实际的光学成像过程，重点分析了由理想光学元件产生的成像质量缺陷。 第四章：点成像与拉格朗日不变量 本章从能量和信息的角度审视光学成像过程。详细阐述了理想光学系统下，物平面与像平面的几何关系，引入并推导了拉格朗日不变量（Lagrange Invariant），这是衡量系统光束收集能力和放大倍率关系的关键量，对于设计显微镜和望远镜至关重要。本章还讨论了共轭面、主平面和焦点的精确定义。 第五章：像差的几何描述：基点与初级像差 这是全书的核心章节之一。本章系统地引入了像差的概念，即实际光线与理想成像点之间的偏差。详细介绍克里弗德-莫里（Clifford Mori）的基点理论，以及史密斯-海斯廷斯（Smith-Hasting）的初级像差系数的计算方法。着重分析了五种主要的初级像差（Primary Aberrations）： 1. 球差（Spherical Aberration）：轴上点成像的缺陷。 2. 彗差（Coma）：不同高度点成像的拖尾现象。 3. 像散（Astigmatism）：不同子午面和弧矢面焦距不一致。 4. 场曲（Curvature of Field）：理想像面为平面时，实际像面为曲面。 5. 畸变（Distortion）：放大率随离轴距离变化。 本章提供了通过傍轴近似计算这些像差系数的具体步骤。 第六章：衍射极限与分辨率 虽然本书基于几何光学，但本章讨论了衍射效应的引入，以确定光学系统的物理分辨率极限。详细介绍了艾里斑（Airy Disk）的形成，并基于瑞利判据（Rayleigh Criterion）和艾里判据，计算了有限孔径系统的极限分辨本领。本章还简要介绍了点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）的几何光学近似概念，为后续的像质评价打下基础。 第三部分：光学系统设计与优化 本部分将理论分析转化为设计实践，重点讲解如何利用多种元件组合来校正像差，并设计出满足特定性能要求的复杂系统。 第七章：单镜片与双镜片成像分析 本章对最基本的元件进行深入分析。详细讨论了理想薄透镜的成像公式，并引入厚度效应，计算了焦距、主点位置的精确表达式。针对双镜片系统（如消像散的双胶合透镜或双凸透镜），推导了校正某一特定像差（如球差）的条件方程，并给出了实例演示如何利用两个元件的自由度进行初步的像差平衡。 第八章：消像差设计原理：复合成像元件 本章是像差校正的理论核心。详细阐述了如何利用胶合透镜（Cemented Doublets）和消色差组合（Achromats）来校正色差和部分几何像差。重点讲解了消色差组合的设计原理，即选择不同阿贝数（Abbe Number）的材料，使两种颜色（如红光和蓝光）的焦距相等。本章还介绍了复合透镜系统中如何利用非球面（Aspheric Surfaces）的引入来一步校正高阶像差的理论基础。 第九章：反射式系统与棱镜系统 本章将焦点从透镜扩展到反射镜和折射棱镜。详细分析了卡塞格林（Cassegrain）和格里高利（Gregorian）反射望远镜的光路设计，及其相对于折射望远镜在消除色差方面的固有优势。对于棱镜系统，重点分析了全反射棱镜（如屋脊棱镜、五棱镜）的光路转向、像翻转和像旋转的特性，及其在双筒望远镜和潜望镜中的应用。 第四部分：现代应用前沿 本部分探讨几何光学原理在当代高科技领域的具体实现，展示了理论的强大生命力。 第十章：物镜设计实例：显微物镜与投影物镜 本章以两个典型的复杂光学系统为例进行深入剖析。 显微物镜（Microscope Objectives）：讨论了高倍率下对数值孔径、工作距离和校正像差的极端要求。分析了复消色差物镜的设计思想，以及如何通过增加镜片数量和复杂曲面来实现更宽范围的色校正。 投影物镜（Projection Lenses）：以现代光刻技术中的步进式扫描投影物镜为例，探讨了超大视场和极高数值孔径（可能超过1.0）的要求下，如何利用非球面、折射率梯度技术来控制像差，特别是畸变和场曲。 第十一章：导光元件与光纤的几何模型 本章将几何光学应用于光导器件。详细分析了光导纤维（Optical Fiber）的数值孔径（NA）定义及其与最大接受角的关系。使用光线追迹方法分析了光纤内全反射的条件，并讨论了多模光纤和单模光纤在几何结构上的区别。此外，还简要介绍了光束整形器和微透镜阵列的几何设计原则。 第十二章：光学系统公差与制造考量 本章着眼于理论设计向实际制造的转化。讨论了制造公差对最终光学性能的影响。分析了不同参数（如曲率半径、镜片厚度、材料折射率）的微小变化如何通过敏感度分析转化为像差的增加。本章还介绍了光学元件的表面质量标准（如RMS粗糙度和波前误差）与几何光学系统性能的关联，为工程师在优化设计和控制成本之间找到平衡点提供了指导。 --- 本书的读者对象包括光学工程专业的本科生、研究生，以及从事光学仪器设计、检测和制造的工程师和技术人员。通过本书的学习，读者将不仅掌握几何光学的分析工具，更能建立起对现代光学系统性能的深刻洞察力。

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这本书的标题“LaTeX for Fun”着实触动了我。作为一名多年来深受各种文档排版软件折磨的“苦主”，我对“Fun”这个词抱有极大的希望。我尝试过各种“官方”教程，那些晦涩难懂的术语和枯燥的代码片段，常常让我望而却步，直接浇灭了我学习的热情。我渴望找到一本能够真正将LaTeX的强大功能与趣味性结合起来的书，让我在解决实际问题的同时，也能感受到排版的乐趣。我希望这本书能够像一个幽默风趣的向导，带领我穿越LaTeX的迷宫，教会我如何优雅地处理复杂的数学公式、精美的图表、甚至是制作一份令人惊叹的演示文稿。如果这本书真的能够实现“For Fun”的承诺，那么它将是我学习LaTeX道路上的一盏明灯，将我从无聊的理论中解救出来，投入到创造的喜悦之中。

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这本书的封面设计简直太吸引人了！那种经典的、带着点怀旧感的字体，搭配上柔和的色彩，一拿到手里就感觉爱不释手。我一直对LaTeX这个排版系统充满了好奇，但总是觉得它高高在上，遥不可及。这本书的封面就像是给我打开了一扇门，让我觉得学习LaTeX或许并没有我想象的那么枯燥和困难。我特别喜欢封面上那种“玩转”的意味，仿佛在说，“别怕，跟着我，LaTeX会很有趣”。虽然我还没有真正翻开书页，但仅凭这封面，我已经对这本书充满了期待。我希望它能够用一种轻松有趣的方式，带我进入LaTeX的世界，让我不再为公式、表格、插图的排版而烦恼。我脑海中已经勾勒出，我拿着这本书，在咖啡馆里，慢慢品读，然后尝试着自己动手排版出漂亮的学术论文或者个人报告的场景。这不仅仅是一本书，对我而言，它更像是一个开启新技能的启示。

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这本书的装帧质量令人印象深刻，纸张的触感温润而厚实，翻阅时几乎没有沙沙的杂音，给人一种非常高品质的阅读体验。封面设计简洁却不失格调，那种低饱和度的色彩搭配，加上恰到好处的留白，营造出一种沉静而专注的学习氛围。我一直认为，一本好的技术类书籍，除了内容本身，其载体的重要性也不容忽视。精美的装帧不仅能提升阅读的愉悦感，更能传递出作者和出版社对知识的尊重。这本书的排版也十分考究，文字清晰，行间距适中，即使长时间阅读也不会感到疲劳。我想，这本书的每一个细节都经过了深思熟虑，旨在为读者提供一个最舒适的学习环境。我已经迫不及待地想深入其中，去探索那些未知的知识领域，并且相信，这本书的物理形态本身，就是一次愉快的阅读体验的开始。

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拿到这本书后，我做的第一件事就是仔细研究它的目录结构。我非常欣赏作者对知识的梳理和编排方式，逻辑清晰，循序渐进，从基础概念到高级技巧，几乎涵盖了LaTeX的方方面面。更让我惊喜的是，在每个章节的开头，作者都会用一种非常引人入胜的方式来描述本章将要解决的问题，这瞬间就激发了我继续阅读下去的兴趣。我特别期待后面关于“美化排版”和“制作个性化文档”的章节，因为这正是我一直以来想要达到的目标。我感觉这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本能够帮助我提升文档品质的“魔法书”。我迫不及待地想开始我的LaTeX学习之旅，并且相信，这本书绝对不会让我失望。

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我购买这本书的时候，其实并没有抱太高的期望，我只是觉得，作为一名经常需要撰写技术文档的人，了解一下LaTeX大概是个不错的选择。但是，当我拿到书，翻开第一页，那种严谨又不失亲和力的文字风格，就瞬间抓住了我。我喜欢作者在讲解概念时，总能巧妙地引入一些实际应用的场景，让我能够立刻理解这个知识点的价值和用途。而且，文字的逻辑性非常强，层层递进，不会让你感到茫然。我注意到，作者在很多地方都用了一些生动的比喻，让那些原本抽象的概念变得具体易懂，这对于我这种不太擅长死记硬背的人来说，简直是福音。我感觉这本书不是在“教”我，更像是在“启发”我，让我自己去发现LaTeX的魅力。

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