Far and Near Field Optics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Jutamulia, Suganda (EDT)/ Asakura, Toshimitsu (EDT)/ Society of Photo-Optical Instrumentation Engine

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:

价格:80

装帧:Pap

isbn号码:9780819429223

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 远场光学
• 近场光学
• 衍射
• 干涉
• 光学成像
• 纳米光学
• 光波导
• 光子学
• 光学设计

经典光学教材系列：聚焦于光学基础与前沿应用 本套丛书旨在为物理学、光学工程、电子工程以及相关交叉学科的研究人员、教师和高年级本科生提供一套全面、深入且前沿的学术资源。其核心目标是夯实理论基础，同时紧密追踪当前光学领域的研究热点与技术突破。我们深知，现代光学已不再是孤立的学科，而是深度融合了量子力学、材料科学、信息技术等多个领域的综合性科学。因此，本丛书的内容覆盖了从基础的几何光学与波动光学原理，到尖端的非线性光学、超快光学、生物光子学以及量子光学等多个关键分支。 第一卷：基础光学原理的严谨构建 (Foundational Principles of Optics) 本卷是整个丛书的基石，详细阐述了光现象背后的基本物理规律。内容严格遵循物理学的严密逻辑，不回避复杂的数学推导，力求让读者对光的本质有一个深刻的理解。 几何光学与像差理论的再审视： 不仅仅停留在传统的折射定律和反射定律，本卷深入探讨了基于费马原理的变分法在光线追迹中的应用。我们详细分析了光学系统中的一阶和高阶像差，特别是史密斯-海登（Smith-Heidenreich）理论在优化复杂镜头组中的作用。对于反射镜和透镜阵列的设计，我们提供了基于矩阵光学和特征值分解的系统性方法，确保读者能够设计出具有高分辨率和低畸变的成像系统。 电磁波理论在光学中的应用： 本部分将麦克斯韦方程组作为起点，推导了平面波、球面波的传播特性。重点分析了光的偏振态——从线偏振、圆偏振到椭圆偏振的完整描述，并引入了穆勒矩阵（Mueller Matrix）和琼斯矩阵（Jones Matrix）在分析复杂偏振态转换中的实际应用。电磁场在不同介质界面上的边界条件被细致地剖析，为理解菲涅尔公式和斯托克斯参数的物理意义打下坚实基础。 光的干涉与衍射的量子诠释： 经典的杨氏双缝干涉实验被置于光子统计的角度进行重新考察。我们不仅讨论了傅里叶光学中基于相干函数的衍射理论，还探讨了光场量子涨落对衍射图案的影响。针对空间滤波、全息记录等技术，本卷提供了详细的数学模型和实验验证案例，例如相衬成像（Phase Contrast Imaging）的定量分析。 第二卷：现代光学材料与器件 (Modern Optical Materials and Devices) 本卷关注如何利用先进的材料科学来调控光的行为，是连接理论与工程实践的关键桥梁。 晶体光学与双折射现象： 深入解析了光学各向异性介质中的光传播，包括单轴晶体和双轴晶体。对法线截面、慢光轴的定义，以及波的快慢分量在晶体内部的演化进行了详尽的几何和代数描述。本部分详细介绍了波片（Wave Plates）的设计原理及其在激光系统中的作用，特别是针对不同工作波长的优化设计。 光波导理论与集成光学： 阐述了基于有效折射率法（Effective Index Method）和模式求解法（Mode Solving）的平面光波导和脊形光波导的模式分析。重点讨论了模式耦合、损耗机制以及光纤的色散特性——包括模式色散和材料色散的精确计算。对于光子晶体（Photonic Crystals）和超材料（Metamaterials），本卷概述了其能带结构理论，及其在构建负折射率材料和拓扑光子学中的潜力。 光学薄膜技术与镀膜设计： 详述了薄膜的电磁场分布理论，并引入了设计宽带增透膜（Broadband Anti-Reflection Coating）和高反射率布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflector, DBR）的精细工艺。针对实际制造中的厚度误差和材料不均匀性，本卷提供了敏感性分析和容差评估方法。 第三卷：非线性与超快光学前沿 (Frontiers in Nonlinear and Ultrafast Optics) 本卷聚焦于光与物质相互作用的强场效应，是当前激光技术和精密测量的核心驱动力。 非线性光学基础： 从微扰理论出发，系统推导了二阶（如频率倍增、参量放大）和三阶（如自聚焦、克尔效应）非线性极化率。详细讨论了准相位匹配（Quasi-Phase Matching, QPM）技术，尤其是周期性极化铌酸锂（PPLN）在高效频率转换中的应用，并分析了晶体缺陷对倍频效率的限制。 超快现象与飞秒激光技术： 本部分是丛书的亮点之一。详细阐述了克尔透镜效应、自相位调制（SPM）和群速度色散（GVD）在产生和维持锁模（Mode-Locking）振荡中的关键作用。针对钛宝石（Ti:Sapphire）激光器和光纤激光器的锁模机制，本卷提供了详细的数学模型和实验参数指导。脉冲的表征技术，如频率分辨光栅对自相关（Frequency-Resolved Optical Gating, FROG）和脉冲相位恢复（Phase Retrieval Techniques），被详尽解析。 高次谐波产生（HHG）与阿秒物理： 基于强场近似（Strong-Field Approximation, SFA），解释了电子在激光场中被加速和重合产生高次谐波的物理图像。本卷深入讨论了如何通过调整激光脉冲波形（如椭圆偏振场）来控制谐波的相干性，并探讨了阿秒脉冲在电子动力学研究中的应用前景。 第四卷：光学测量、成像与生物光子学 (Optical Measurement, Imaging, and Biophotonics) 本卷侧重于将光学原理应用于实际的检测、成像和生命科学领域。 光学相干层析成像（OCT）的原理与实现： 详细介绍了时域和频域OCT的技术细节，特别是其在活体组织深度成像中的优势。内容包括信号采集、背向散射谱的傅里叶逆变换、以及信号处理中为抑制散斑噪声所采用的算法。 散射介质中的成像重建： 针对生物组织等高度散射环境，本卷探讨了传输矩阵（Transmission Matrix）的概念，以及如何利用弱散射信息进行图像复原，包括扩散波光谱学（DWS）和时间分辨技术。 光谱学与传感技术： 涵盖了拉曼散射、荧光寿命成像（FLIM）等关键光谱技术。重点分析了如何利用表面等离子体共振（SPR）原理构建高灵敏度的生物传感器，并讨论了量子点和NV色心在纳米尺度传感中的最新进展。 本套丛书以其内容的广度、深度和前沿性为特色，致力于成为光学研究者案头必备的权威参考书。每一章节都配有大量的习题和深度思考题，旨在促进读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。我们确保了所有数学推导的严谨性和实验背景描述的实用性，力求平衡理论的抽象美与工程实践的精确性。

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