激光原理与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:213

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出版时间:2010-2

价格:24.00元

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isbn号码:9787030266224

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• 激光原理
• 激光技术
• 光学
• 光电子学
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• 光纤激光器
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图书简介：《计算流体力学基础与应用》 一、 本书概述：探索流体运动的数字世界 《计算流体力学基础与应用》是一本系统阐述计算流体力学（CFD）理论、方法、算法与工程实践的权威专著。本书旨在为航空航天、机械工程、土木工程、环境科学以及生物医学等领域的科研人员、工程师和高年级本科生、研究生提供一个全面、深入且实用的知识框架。 流体力学是研究流体（液体和气体）运动规律的科学，而CFD则是利用计算机数值模拟的方法来解决复杂的流体动力学问题的强大工具。本书跳出了传统的解析解法的局限，将重点聚焦于如何将描述流体运动的偏微分方程组——纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程——转化为可以在计算机上求解的代数方程组，并对求解过程中的数值稳定性和精度进行严格的把控。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与应用的广泛性。前半部分系统地构建了CFD的理论基石，详细介绍了控制方程的推导、离散化技术以及主流求解器的原理；后半部分则通过大量的工程实例，展示了CFD在解决实际复杂流动问题中的强大能力和应用技巧。 二、 理论基石：从物理到数值的转化 本书的第一部分，集中火力于CFD方法的理论核心。我们深刻理解，没有扎实的物理背景和数学基础，CFD的应用将是盲目的“黑箱操作”。 1. 控制方程的完备阐述： 我们首先从宏观的质量守恒、动量守恒（牛顿第二定律在流体中的体现）和能量守恒定律出发，详细推导了牛顿流体和非牛顿流体的纳维-斯托克斯方程组。特别地，对于可压缩流动和不可压缩流动，我们分别探讨了马赫数对求解策略的影响，并引入了湍流模型的必要性，如雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型，包括经典的$k-epsilon$、$k-omega$模型，以及对大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的原理进行了概述和对比，明确了不同模型的适用范围和计算成本。 2. 离散化技术的精讲深授： 这是CFD从理论走向计算的关键一步。本书重点剖析了三种主要的离散化方法：有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）。 有限体积法（FVM）的深度解析： 考虑到FVM在处理守恒性方面的天然优势，本书将大部分篇幅用于细致讲解FVM。我们详细阐述了如何通过对流方程在控制体积上的积分，保证了质量、动量和能量在网格单元之间的精确守恒。对于空间离散，我们不仅介绍了迎风格式（Upwind Scheme）在对流项处理上的优势与缺陷，还深入探讨了高精度格式，如QUICK格式、MUSCL格式以及迎风TVD（Total Variation Diminishing）格式，着重分析了如何通过限制器（Limiter）来避免数值耗散和振荡。 3. 求解算法的架构设计： 对于方程组的求解，本书清晰地划分了压力-速度耦合的算法家族。我们详尽对比了SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）系列算法（包括SIMPLE、SIMPLER、PISO等）的迭代机制、压力修正方程的构建以及收敛策略。对于更复杂的、高马赫数的求解，我们也介绍了基于算子分裂和隐式求解的算法框架，强调了时间离散格式（如欧拉法、Crank-Nicolson法）对瞬态问题稳定性和精度的影响。 三、 网格生成与质量控制：数字世界的拓扑 数值模拟的准确性在很大程度上取决于计算域的网格划分。本书用专门的章节来处理网格生成这一工程实践中的核心环节。 我们讨论了笛卡尔网格、多块结构化网格、非结构化网格和混合网格的优缺点。对于复杂几何体，如航空器外形或发动机内部流道，我们详细介绍了边界层网格的生成技术（如楔形网格、黏性层网格的$y^+$值控制），以及如何通过网格自适应加密（Adaptive Mesh Refinement, AMR）技术，在重要流动区域（如激波、分离点）自动提高网格分辨率。网格质量的评估标准，如正交性、平顺性和伸缩比，均给出了具体的判据和优化方法。 四、 工程应用与后处理：从数据到洞察 本书的后半部分聚焦于CFD的实际应用，旨在将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 1. 经典流动案例的深入剖析： 我们选取了若干具有代表性的算例进行详尽的演示和分析： 外部绕流： 探讨了亚音速、跨音速和超音速绕流中对流场结构（如附着、分离、激波的形成与传播）的模拟，重点分析了升阻力系数的计算与实验数据的对比。 内部流与传热： 针对换热器、管道流动中的充分发展湍流和对流换热问题，讲解了如何准确耦合流场和温度场，以及辐射换热的引入。 多相流： 简要介绍了欧拉-欧拉模型（Euler-Euler）和拉格朗日-欧拉模型（Lagrangian-Eulerian）在气泡、液滴或固体颗粒悬浮问题中的应用。 2. 结果的可靠性验证与不确定性量化（UQ）： 一个成熟的CFD工程师必须能够评估其模拟结果的可靠性。本书强调了验证（Verification，确保数值解正确求解了离散方程）和确认（Validation，确保离散方程正确描述了物理现象）的重要性。我们系统介绍了网格收敛性测试（Grid Convergence Index, GCI）的计算方法，以及如何通过与可信的实验数据或解析解进行对比来评估模型的准确性。 3. 高级后处理技术： 除了传统的流线、等值面和矢量图绘制，本书还教授了如何利用先进的后处理工具提取有意义的工程参数，例如涡核识别（$lambda_2$准则）、功率谱分析以及如何通过Proper Orthogonal Decomposition（POD）方法从瞬态数据中提取主要的流动模态。 总结： 《计算流体力学基础与应用》不仅是一本教科书，更是一本实用的技术手册。它不仅能帮助读者建立起坚实的CFD理论框架，更重要的是，它提供了从建立物理模型、选择恰当的数值方法、生成高质量网格到最终解释和验证模拟结果的全流程工程化指导。本书的编写力求清晰、深入，避免过度依赖特定商业软件的界面描述，而是侧重于原理的理解和方法的掌握，确保读者无论使用何种CFD平台，都能成为一名真正理解和驾驭计算流体力学这一强大工具的专家。

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《先进光学镀膜技术与质量控制》这本书，从一个完全不同的角度——即材料的表面科学——来审视光学系统的性能。它不仅仅停留在介绍膜系结构（如增反膜、分束镜），而是深入探讨了原子层沉积（ALD）和高真空磁控溅射等现代薄膜沉积工艺对最终光学性能的决定性影响。我印象最深的是关于薄膜应力分析的部分，作者详细解释了为什么薄膜的内应力和外力会导致光学元件的表面形变，以及如何通过调整靶材功率和工作气体比例来控制薄膜的应力状态，从而保证大口径镜面的平整度。此外，书中关于薄膜损伤阈值的评估方法和质量控制标准（如附着力测试、扫描电子显微镜分析）的介绍，为我们建立可靠的生产检验流程提供了详尽的规范。这本书将薄膜技术从“配方”提升到了“精密控制工程”的层面，对于质量控制工程师来说，是极具参考价值的权威著作。

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我抱着极大的好奇心翻开了《半导体光电器件的物理机制》。坦白说，初看时感觉有些吃力，因为书中涉及了大量的半导体物理和量子力学基础知识，对于背景知识稍显薄弱的读者来说，可能需要借助其他参考书进行辅助理解。然而，一旦跨过最初的门槛，你会发现作者对PIN光电二极管、激光二极管以及光电导探测器等核心器件工作原理的阐述达到了教科书级别的精确性。书中详尽地推导了载流子输运、辐射复合效率等关键参数的数学模型，并结合实验数据进行了验证，这种严谨的学术态度令人印象深刻。最让我受益匪浅的是关于器件噪声特性的分析，它清晰地指出了不同工作条件下限制器件性能的主要噪声源，这对于我们设计低噪声光接收机时进行噪声预算至关重要。这本书更偏向于理论研究和底层原理的挖掘，适合希望深入理解光电器件“为什么”能工作的专业人士。

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《精密仪器中的热力学控制》这本书给我的感觉是，它成功地将一门看似枯燥的基础学科，与高度灵敏的工程应用紧密地结合了起来。在进行高精度测量仪器的设计时，温度漂移往往是最大的敌人，而这本书提供了一套完整的、可操作的解决方案。它不像传统热力学教材那样侧重于宏观能量转换，而是聚焦于如何通过精确控制和补偿来最小化微小温度梯度对精密光学平台稳定性的影响。书中对材料的热膨胀系数、热导率以及不同环境下的热辐射模型进行了详尽的对比和建模，这对于选择合适的减震和隔热材料提供了强有力的理论支撑。我特别喜欢它对主动热控系统的介绍，从珀尔帖元件（TEC）的选型到PID算法的优化，每一步都有清晰的图示和计算示例，极大地降低了实际工程中热管理实现的难度。这本书是为那些关注仪器长期稳定性和环境适应性的结构工程师和系统集成师量身定做的。

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这是一本非常“硬核”的关于《超快激光脉冲的产生与整形》的技术手册。它的行文风格非常直接，几乎没有过多的背景介绍，直接切入到飞秒和皮秒脉冲的生成技术，比如锁模机制的理论基础和实际搭建的难点。书中对克尔透镜锁模（KLM）和可饱和吸收体（SESAM）的深入剖析，让我对如何稳定地获得高质量、低抖动的超快脉冲有了全新的认识。特别是关于脉冲的群速度色散（GVD）和自相位调制（SPM）的分析，作者用非常简洁的数学语言描述了它们在时域和频域的相互作用，并通过大量的光谱和自相关轨迹图展示了效果。对于我们这些正在尝试搭建自发拉曼散射或高次谐波产生实验的人来说，这本书提供的参数调优指导简直是“救命稻草”。它更像是给已经入门，但正在攀登技术高峰的研究人员准备的“武功秘籍”。

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这本《光学元件设计与制造》的深度和广度简直让人叹为观止。它不仅仅是一本教科书，更像是一本经验丰富的工程师的实践手册。从基础的光学定律在元件设计中的具体应用，到复杂非球面镜面的精密加工工艺，作者都进行了深入浅出的讲解。我尤其欣赏书中对各种新材料特性的分析，比如新型低损耗玻璃和高反射率薄膜的性能评估，这对于我们进行前沿光学系统的搭建至关重要。书中提供的案例分析非常贴近工业实际，比如如何权衡光学性能与机械公差对最终成像质量的影响，这些都是课堂上学不到的宝贵经验。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个高精尖的实验室，亲手参与到每一个设计决策和工艺优化的过程中去。即便是对光学设计有一定基础的人，也能从中挖掘出许多提升效率和可靠性的新思路。唯一的“不足”或许是，内容过于详实，需要投入大量时间去消化吸收，但对于追求极致的研发人员来说，这恰恰是其价值所在。

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