Multiphase Flow Dynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Kolev, Nikolay Ivanov

出品人:

页数:753

译者:

出版时间:

价格:2087.99

装帧:HRD

isbn号码:9783540221067

丛书系列:

图书标签:

• Multiphase Flow
• Fluid Dynamics
• Heat Transfer
• Chemical Engineering
• Transport Phenomena
• Computational Fluid Dynamics
• Interfacial Phenomena
• Bubble Dynamics
• Droplet Dynamics
• Flow Instabilities

经典光学理论的深度探索：光与物质相互作用的精妙机制 书籍名称： 《光场调控与超分辨成像技术前沿》 书籍简介： 本书深入剖析了当代光学领域最前沿、最具颠覆性的理论框架与实用技术，重点聚焦于如何通过对光场的精确操控，突破传统衍射极限，实现对微观世界的精细刻画。全书结构严谨，内容覆盖从基础理论推导到尖端实验应用的完整链条，旨在为光学工程、物理学、生物医学成像及材料科学的研究人员和高年级学生提供一份详实、系统的参考指南。 第一部分：光场调控的理论基石与数学描述 (Foundations of Light Field Manipulation) 本部分首先回顾了麦克斯韦方程组在复杂介质中的边界条件处理，并引入了拓扑光学（Topological Photonics）的核心概念。我们详细阐述了光子的贝里相位、霍普夫环（Hopf Fibration）在光束形状中的体现，以及如何利用陈类（Chern Class）来表征和设计具有鲁棒性的光场模式。 关键章节深入探讨了非厄米（Non-Hermitian）光学系统。这包括对复数波矢、复数能带结构的分析，以及如何利用增益和损耗的精妙平衡来设计单向传输的波导和无源吸收体。特别地，本书详尽解析了奇异点（Exceptional Points, EPs）的物理意义，演示了EPs如何将系统的灵敏度提升至理论极限，并在传感领域展现出无与伦比的潜力。我们不仅展示了如何通过范德华异质结（van der Waals Heterostructures）实现可调谐的EPs，还推导了在这些系统中，小扰动如何导致模式的非线性演化。 此外，本部分还对广义斯涅尔定律（Generalized Snell's Law）进行了全面考察。通过引入广义反射/折射矩阵，我们阐释了超表面（Metasurfaces）如何实现对电磁波振幅、相位和偏振的独立、任意控制。这部分包含了大量基于傅里叶变换和积分方程方法的解析解，为超表面单元结构的设计提供了坚实的数学工具。 第二部分：超分辨成像的新范式与挑战 (New Paradigms in Super-Resolution Imaging) 超分辨成像部分是本书的另一核心。我们摒弃了传统的受激发射损耗（STED）和光致结构化照明显微镜（SIM）的经典介绍，而是将重点放在了随机光学重建技术（Stochastic Optical Reconstruction Techniques, SORT）的最新进展，以及基于信息论的极限分析。 详细讨论了深度学习在光学反演中的应用。本书并未停留在浅层的卷积神经网络（CNN），而是深入到生成对抗网络（GANs）和变分自编码器（VAEs）如何用于盲反卷积（Blind Deconvolution）和低信噪比（Low Signal-to-Noise Ratio, SNR）图像复原。我们构建了一个基于物理模型的损失函数，指导网络学习复杂散射介质中的传播矩阵，从而实现对深层组织的实时、无标记成像。 针对生物活体成像的挑战，本书专题分析了时间分辨成像（Time-Resolved Imaging）与相位恢复技术的融合。我们引入了傅里叶切片层析成像（Fourier Slice Tomography）的扩展形式，展示了如何利用飞行时间（Time-of-Flight）信息来精确解耦散射光中的直接光和多次散射光，从而显著提高深层组织的对比度和分辨率。书中对量子成像（Quantum Imaging）的交叉应用进行了专门论述，特别是纠缠光子源在提高深度成像信噪比方面的理论瓶颈与突破。 第三部分：先进材料与动态调控 (Advanced Materials and Dynamic Control) 本部分着眼于实现动态、可重构光功能所需的先进材料体系。 首先，我们详尽分析了拓扑绝缘体（Topological Insulators, TIs）的光学响应。通过半经典模型，我们推导了表面狄拉克锥电子在光照下的激发效率和电流响应，并讨论了如何利用表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）与TI态的耦合来构建高效的光电探测器。 随后，内容转向了可重构超表面。我们详细比较了电控（如液晶、相变材料GeSbTe）与光控（如光敏聚合物、石墨烯）的切换机制。特别地，本书对相变材料（Phase Change Materials, PCMs）在实现亚微秒级开关速度方面的热力学限制进行了深入的量化分析，并给出了基于分子动力学模拟的器件优化参数集。 最后，本书探讨了宏观尺度下光场的拓扑结构设计。这包括如何利用机械形变或声波振动来动态改变光学材料的折射率分布，从而实现对宏观光束的实时偏转和聚焦，这对于下一代光通信和激光雷达系统具有关键指导意义。 结语： 《光场调控与超分辨成像技术前沿》力求在理论深度和工程实用性之间搭建坚实的桥梁。书中丰富的数学推导和详实的案例分析，使其成为光物理、精密光学仪器设计以及前沿生物医学工程领域不可或缺的工具书。它不仅是现有技术的总结，更是对未来光学探索方向的有力指引。

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