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出版者:中國計量

作者:楊有濤

出品人:

頁數:196

译者:

出版時間:2007-1

價格:36.00元

裝幀:

isbn號碼:9787502627058

叢書系列:

圖書標籤:

• 流量計
• 氣體測量
• 工業儀錶
• 流量控製
• 測量技術
• 自動化
• 儀器儀錶
• 流體工程
• 過程控製
• 傳感器

現代光學係統設計與優化 內容簡介 本書深入探討瞭現代光學係統設計與優化領域的前沿理論、實用方法和工程實踐。全書結構嚴謹，內容翔實，旨在為光學工程師、科研人員以及相關專業的高年級本科生和研究生提供一本全麵、深入且具有高度實踐指導意義的參考書。 本書首先從光波傳播的基本原理入手，詳細闡述瞭電磁波理論在光學係統中的應用，包括惠更斯-菲涅耳原理、傍軸近似下的光場傳輸方程以及衍射效應的精確建模。在此基礎上，書籍係統地介紹瞭成像理論的核心概念，包括幾何光學與物理光學的銜接，對像差理論進行瞭詳盡的剖析。重點闡述瞭球差、彗差、像散、場麯、色差等高階像差的成因、量化方法（如Zernike多項式展開）以及通過現代光學設計軟件進行像差校正的策略。 第一部分：基礎理論與建模 本部分奠定瞭全書的理論基石。我們詳細討論瞭光的調製傳遞函數（MTF）和點擴散函數（PSF）在係統性能評估中的核心作用。書中不僅給齣瞭經典定義，還結閤現代像差理論，演示瞭如何通過數值計算獲得不同照明條件和係統配置下的MTF麯綫，並解釋瞭MTF與人眼視覺係統響應的關聯性。 在光學元件設計方麵，書籍超越瞭傳統的麯率和厚度參數化，深入講解瞭非球麵和自由麯麵的理論基礎。詳細介紹瞭費馬原理在非球麵設計中的應用，以及如何利用迭代算法和數值優化技術構造具有優異性能的自由麯麵元件，以剋服傳統球麵元件在寬視場和高分辨率應用中的限製。 第二部分：係統設計方法與工具 本書將大量篇幅用於介紹現代光學設計流程和優化技術。我們詳細介紹瞭主流商業光學設計軟件（如Zemax、Code V等）的基本操作邏輯、數據結構以及高級功能的應用。重點講解瞭係統規格定義的藝術——如何將模糊的工程需求轉化為精確的光學指標（如分辨率、視場角、信噪比等）。 優化部分是本書的核心亮點之一。我們不僅復習瞭梯度下降法、牛頓法等經典優化算法在光學設計中的應用，更側重於介紹全局優化策略，包括模擬退火、遺傳算法以及針對大規模自由麯麵優化的點傳播優化（Spot Optimization）技術。書中通過多個實際案例展示瞭如何定義復雜的評價函數（Merit Function），平衡多個相互製約的性能指標，並指導讀者進行容差分析（Tolerance Analysis），確保設計方案在實際加工製造中的可行性。 第三部分：特定應用領域的光學係統 為瞭體現設計的普適性和前沿性，本部分聚焦於幾個關鍵的應用領域： 1. 高分辨率成像係統： 深入討論瞭深紫外光刻係統和極紫外（EUV）光學係統的設計挑戰。這部分內容著重分析瞭反射式係統中的多層膜設計、波前誤差控製（WEC）技術，以及如何應對微振動和熱變形等環境因素對成像質量的影響。 2. 機器視覺與工業檢測： 針對遠心成像、遠心照明、同軸照明等技術，書籍提供瞭詳細的設計指南。特彆是針對高深寬比（Aspect Ratio）和高數值孔徑（NA）的應用場景，闡述瞭如何選擇閤適的照明模式以提高缺陷檢測的對比度。 3. 生物醫學光學： 涵蓋瞭共聚焦顯微鏡、雙光子顯微鏡以及內窺鏡光學係統的設計。重點分析瞭活體成像中對光效率、焦深控製和光毒性的限製，並介紹瞭利用梯度摺射率（GRIN）元件和光縴耦閤技術實現緊湊型生物探針的設計方法。 4. 先進照明技術： 討論瞭LED照明和激光投影係統中的光束整形技術。內容包括非球麵透鏡陣列（Lenses Array）、衍射光學元件（DOE）的設計與集成，以實現均勻的光斑分布和精確的光強控製。 第四部分：製造、裝調與性能驗證 優秀的設計必須能夠被製造和驗證。本書的最後一部分強調瞭設計與製造之間的閉環反饋。詳細介紹瞭現代精密光學加工技術的限製，如非球麵數控磨削（CNC）、磁流變拋光（MRF）等。 在裝調（Assembly）環節，書籍側重於公差分配與優化，講解瞭如何利用敏感度分析來確定關鍵元件的加工精度和裝配精度要求。對於復雜係統，如變焦係統或自適應光學係統，本書提供瞭主動補償和波前傳感技術的應用實例，指導讀者如何通過迭代的裝調過程，使實測性能逼近理論設計值。 總結 本書不僅是一本理論教科書，更是一本麵嚮工程實踐的“工具箱”。通過大量的圖示、流程圖和穿插其中的專業設計案例，讀者將能夠係統地掌握從概念提齣、指標確定、元件優化、係統集成到最終驗證的完整光學係統設計鏈條，從而能夠獨立應對當前及未來光學工程領域中的復雜挑戰。本書對光學設計中的物理直覺培養和軟件工具的精深應用給予同等重視。

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從整體的編排結構來看，這本書更像是一份過於龐大且未經編輯的會議論文集，而非一本為係統學習而設計的專著。它的目錄設計本身就充滿瞭矛盾。它試圖以“測量介質”——例如液體、氣體、蒸汽——來劃分主要章節，這在銷售分類上或許很實用，但在技術深入上卻造成瞭極大的重復勞動。在液體流量計章節詳盡闡述瞭科裏奧利質量流量計的工作原理和優勢之後，當我們翻到蒸汽和氣體章節時，對同一類儀錶的描述隻是簡單地引用瞭前文的結論，然後補充瞭一兩句關於溫度壓力補償的細節。這種結構導緻我在尋找特定技術（比如電磁流量計）的完整信息時，不得不穿梭於好幾個不同的章節之間，像是在電子錶格中進行多重篩選，極大地打斷瞭心流。如果作者能按照“技術類型”（如差壓式、容積式、速度式等）進行主綫劃分，再在每個小節中分彆討論其在不同介質中的應用和限製，閱讀體驗無疑會流暢和高效得多。現在的排版，讓這本書的價值定位變得模糊不清：它既不夠係統化來作為入門教材，又不夠聚焦化來作為深度參考手冊。它像一個巨大的、堆滿瞭各種電子元件的倉庫，雖然東西都在，但你需要花費大量時間去辨認和歸類纔能找到你真正需要的那顆螺絲釘。

评分☆☆☆☆☆

這本書的圖錶質量和引用文獻管理，是我認為最讓人無法接受的部分。許多圖例，特彆是那些用於說明測量原理的剖視圖，清晰度極低，綫條模糊不清，很多標注的尺寸和角度根本看不真切，仿佛是從上世紀八十年代的低分辨率掃描件中截取齣來的。例如，描述渦街流量計的卡門渦街脫落現象時，附帶的流綫圖根本無法清晰地區分層流和湍流的邊界，這對於理解其核心工作機製是緻命的缺陷。更令人氣憤的是，書中的許多關鍵數據和公式，雖然聲稱是基於權威標準，卻缺乏明確的文獻引用。它經常齣現“根據行業共識”或“工程界普遍認為”這樣的模糊錶述，這在科學著作中是不可容忍的。我嘗試去追溯其中引用的某個關於密度補償的經驗公式的齣處，但在附錄的參考書目中，我隻找到瞭幾本上世紀九十年代的俄文專著的殘缺信息。這種信息的不透明性，使得讀者無法對書中所述的理論可靠性進行二次驗證，最終隻能選擇“盲信”作者的權威，這與嚴謹的工程學習精神是背道而馳的。一本專業的工具書，圖文質量的低劣和引文的缺失，等同於一把生銹的扳手，你無法依靠它完成精密的工作。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常樸實，甚至有些過時，油墨的味道很濃，像是那種老式印刷廠齣品的教科書。我最初抱著學習基礎知識的心態翻開瞭它，希望能找到一些關於流體力學和傳感器原理的嚴謹論述。然而，書中的內容卻像是一張張零散的草稿紙堆砌而成，邏輯跳躍得厲害。比如，前一章還在詳細探討孔闆流量計的文丘裏效應，引用的公式推導堪稱教科書級彆，細節嚴謹到連小數點後幾位的誤差範圍都標注得清清楚楚；但緊接著下一章，話鋒一轉，突然開始討論超聲波流量計的數字信號處理，而且對核心算法的描述卻顯得異常簡略，更像是産品宣傳手冊上的幾句口號，而不是深入的技術分析。這種內容的錯位感非常強烈，讓人在閱讀時需要不斷地在“理論的深度”和“應用的廣度”之間反復切換，非常考驗讀者的知識儲備和耐心。我感覺作者似乎想在一本書裏涵蓋所有類型的流量測量技術，但最終的結果是每項技術都隻觸及瞭皮毛，無法滿足任何一個專業人士的深度需求。我花瞭很大力氣去梳理那些跳躍的章節間的內在聯係，但收效甚微，最終隻能帶著一頭霧水將它閤上。對於初學者來說，它可能提供瞭一個龐雜的目錄，但要從中建立起完整的知識體係，難度係數堪比徒手攀登一座布滿濕滑青苔的岩壁。

评分☆☆☆☆☆

作為一名有多年現場工作經驗的工程師，我期待從一本專業書籍中獲得的是對常見故障排除和極端工況處理的獨到見解。遺憾的是，這本書在這方麵幾乎交瞭白捲。它花瞭大量的篇幅去介紹流量計的“標準”工作原理和理想狀態下的校準流程，這部分內容在任何一本基礎的《過程控製儀錶入門》中都能找到，完全沒有體現齣作者所聲稱的“資深工程師的實踐經驗”。我特彆關注瞭關於高溫高壓、含有顆粒物或強腐蝕性介質下的測量難題，希望看到一些“非標準”的解決方案或者成功規避風險的案例分析。書中提到這些情況時，唯一的處理方式通常是“請選用特種材質或定製方案”，然後戛然而止，仿佛技術難題在提及之後就自動迎刃而解瞭。對於實際操作中常見的儀錶漂移、零點偏移、以及長期運行後的精度衰減等問題，書中的論述更是蜻蜓點水，沒有提供任何可供參考的診斷流程圖或維修建議。我需要的是解決問題的“工具箱”，而不是一堆擺在貨架上，標明瞭品牌和型號的“理論産品清單”。這本書似乎是為那些尚未購買任何設備的理論研究者編寫的，對真正的“操作者”價值有限。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，坦率地說，簡直是一場災難。它在不同段落間呈現齣令人費解的劇烈反差。有那麼幾頁，文字組織得如同茅盾文學奬的獲奬作品，用詞考究，句式復雜多變，充滿瞭古典的韻味和學術的莊重感，每一個長句都像是一個精密的齒輪咬閤在一起，你需要逐字逐句地去品味纔能理解其深層含義。我甚至懷疑是不是請瞭兩個完全不同的作者分彆來撰寫瞭不同的章節。然而，這種高雅的敘事風格很快就會被一股粗糲的、近乎口語化的信息流打斷。在講解儀錶安裝規範時，作者的用詞突然變得極其口語化，甚至夾雜著一些行話和縮寫，沒有任何解釋，仿佛讀者已經身處工廠的車間，對這些術語瞭如指掌。這種文字上的“人格分裂”極大地削弱瞭信息傳遞的效率。我不得不頻繁地停下來，查閱那些未經定義的專業術語，這使得原本的閱讀體驗變成瞭一場持續不斷的“翻譯工作”。對於那些需要依靠清晰、一緻的文本來構建理解框架的讀者而言，這本書無疑是令人沮喪的。它沒有提供一個平滑的學習麯綫，而更像是一個充滿陷阱的迷宮，每走一步都需要警惕下一秒語言風格的驟變。

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