單光子成像 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[瑞士] 彼得·塞茨（PeterSeitz） 著，孫誌斌黃曉英鬍愛穩邵鞦峰 譯

圖書標籤:

• 單光子成像
• 生物醫學成像
• 光學成像
• 熒光顯微鏡
• 生物物理學
• 醫學物理學
• 納米光學
• 超分辨率成像
• 生物醫學工程
• 光子學

店鋪： 文軒網少兒專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102451

商品編碼：10034387681

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

頁數：304

字數：373000

作  者:(瑞士)彼得·塞茨(Peter Seitz),(荷)艾伯特 J.P.塞尤維森(Albert J.P.Theuwissen) 著；孫誌斌 等 譯 定  價:89 齣 版 社:國防工業齣版社 齣版日期:2015年08月01日 頁  數:304 裝  幀:平裝 ISBN:9787118102451 ●第1章光電子噪聲基礎
●1.1引言
●1.2束縛體係中電磁輻射、電子電荷和能級的量子錶徵
●1.3泊鬆分布的基本特性
●1.4輻射與物質的相互作用
●1.5光源的噪聲特性
●1.5.1相乾光（單模激光器）
●1.5.2熱（白熾的）光源
●1.5.3部分相乾光（氣體放電燈）
●1.5.4發光二極管
●1.6“單光子成像”的意義
●1.7固態物質的能帶模型
●1.8電磁輻射的半導體探測
●1.8.1量子效率和能帶結構
●1.8.2熱平衡和非平衡時的載流子濃度
●1.8.3暗電流
●1.8.4雪崩效應和過噪聲係數
●1.9電荷的電子探測
●1.9.1電子及其噪聲的基本特性
●1.9.2電子電荷探測的基本電路
●部分目錄

內容簡介

本書內容涵蓋單光子成像的基本概念、理論及其相關分析，本書還對單光子成像探測器件種類、結構、性能和技術的深入剖析，而且還就單光子成像在X射綫探測、宇宙高能粒子、測距成像、天文觀測和分子生物學等方麵的應用技術和方法。本書對單光子成像理論、技術和應用進行全麵、係統、透徹的分析和講解。 (瑞士)彼得·塞茨(Peter Seitz),(荷)艾伯特 J.P.塞尤維森(Albert J.P.Theuwissen) 著；孫誌斌 等 譯 孫誌斌，*國科學院國傢空間科學中心副研究員。主要研究方嚮為空間光電子技術和空間科學實驗技術等。

好的，這是一本關於“深空探測與星際通訊”的圖書簡介。 --- 深空探測與星際通訊 內容簡介 本書係統、深入地探討瞭人類探索太陽係乃至更遙遠星際空間的理論基礎、前沿技術與未來展望。麵對宇宙的浩瀚與深邃，傳統探測手段的局限性日益凸顯，而高效、可靠的星際通訊則是實現長期深空任務成功的生命綫。本書旨在為航天工程、天體物理學、信息科學及相關領域的專業人士、研究人員和高年級學生提供一部全麵、前瞻性的參考指南。 全書結構清晰，邏輯嚴謹，分為四個主要部分：（一）深空探測任務的挑戰與機遇，（二）先進深空探測技術，（三）星際通訊的物理基礎與工程實現，以及（四）未來願景與前沿探索。 第一部分：深空探測任務的挑戰與機遇 本部分聚焦於將探測器送往太陽係邊緣乃至係外行星所麵臨的嚴峻環境和工程難題。 1.1 任務規劃與軌道力學： 詳細分析瞭地火轉移軌道、行星際轉移軌道（如霍曼轉移、引力助推）的設計與優化。著重討論瞭多體問題在深空任務軌道設計中的復雜性，包括“引力彈弓”效應的精確建模與應用，以及如何利用軌道共振來最大化探測效率並最小化燃料消耗。特彆引入瞭“低能耗轉移”（Low-Energy Transfers, LET）的概念及其在遠期任務中的戰略價值。 1.2 極端環境下的生存挑戰： 深入剖析瞭深空環境對航天器硬件的威脅，包括高能粒子輻射（如太陽質子事件、銀河宇宙射綫）對電子元件的抗輻照設計要求；微隕石與空間碎片撞擊的風險評估與防護技術；以及在極低溫（遠離太陽）和極高溫（近距離探測太陽）條件下的熱控設計策略。分析瞭先進的自修復材料和冗餘係統在提高任務可靠性方麵的作用。 1.3 能源供應的革命： 闡述瞭深空任務從依賴化學燃料嚮依賴更持久能源的轉變。詳細介紹瞭放射性同位素熱電發生器 (RTG) 的工作原理、壽命限製及安全規範。此外，對先進核裂變動力源（如小型化反應堆）和太陽能電力推進（SEP）係統在未來木星係及更遠任務中的潛力進行瞭對比評估和技術路綫分析。 第二部分：先進深空探測技術 本部分重點介紹實現高精度、遠距離探測任務所需的核心硬件和科學儀器。 2.1 高分辨率遙感與成像： 探討瞭超越可見光的探測手段。詳細闡述瞭高光譜成像技術在識彆係外行星大氣成分和地錶礦物構成中的應用。分析瞭閤成孔徑雷達（SAR）和激光雷達（LiDAR）在火星極地冰蓋測繪和金星大氣穿透探測中的關鍵技術，包括數據處理和三維重建算法。 2.2 原位科學探測： 涵蓋瞭對目標天體進行直接取樣和成分分析的技術。包括新型質譜儀（如高精度二次離子質譜）在分析微量同位素比率方麵的進展，用於揭示太陽係早期物質的起源。還探討瞭著陸器和巡視器的自主導航、地形識彆與避障技術，特彆是針對復雜地貌（如隕石坑內部、冰封衛星錶麵）的作業能力提升。 2.3 樣本返迴的工程壯舉： 詳細描述瞭將月球、小行星乃至火星樣本帶迴地球的全流程工程設計。包括樣本的采集封裝、上升器發射、地月/地火轉移軌道對接，以及返迴器再入大氣層的熱防護與精確迴收技術。強調瞭行星保護協議在樣本返迴任務中的極端重要性。 第三部分：星際通訊的物理基礎與工程實現 本部分是全書的核心，著重解決信號在數億乃至數十億公裏傳播中的衰減、延遲與可靠性問題。 3.1 傳播信道與噪聲模型： 深入解析瞭深空通信麵臨的路徑損耗（Path Loss）問題，重點討論瞭隨距離增加的信號衰減規律。構建瞭詳細的信噪比 (SNR) 模型，包含瞭來自深空背景、行星際介質（如太陽等離子體）以及接收機自身熱噪聲的貢獻。分析瞭如何利用特定波段（如X波段、Ka波段）來優化SNR。 3.2 高增益天綫技術： 詳細介紹瞭深空網絡（DSN）中使用的超大型拋物麵天綫的設計原理、饋源技術及指嚮精度要求。探討瞭相控陣天綫在提升接收靈敏度和多任務並行處理方麵的優勢。討論瞭地麵站建設中對電磁屏蔽和環境穩定性的極緻要求。 3.3 編碼與調製： 闡述瞭在極低SNR環境下實現可靠通信的理論與實踐。詳細介紹瞭前嚮糾錯碼 (FEC) 的最新進展，如低密度奇偶校驗碼 (LDPC) 和積雪浴譯碼 (SoS) 在深空數據傳輸中的應用。對比分析瞭不同調製方案（如DPSK, QPSK, 16APSK）在頻譜效率與抗噪性能之間的權衡。 3.4 延遲容忍網絡（DTN）： 針對星際通訊中不可避免的長時間延遲和鏈路中斷問題，係統介紹瞭延遲容忍網絡（DTN） 架構。重點闡述瞭其核心概念——存儲轉發（Store-and-Forward） 機製，以及如何利用捆綁協議（Bundle Protocol）來確保數據在動態變化的深空網絡中不丟失、可靠地到達目的地。 第四部分：未來願景與前沿探索 本部分展望瞭未來幾十年人類探索深空的能力飛躍，以及可能實現的目標。 4.1 激光（光子）通訊： 將激光通訊（Optical Communication）視為下一代深空通訊的主流技術。詳細分析瞭激光下行鏈路在帶寬、頻譜效率上的巨大潛力，並討論瞭實現高精度激光束指嚮、剋服大氣湍流（對近地任務）和散射（對星際任務）的關鍵技術挑戰。 4.2 磁帆與星際航行： 探討瞭超越化學燃料推進的革命性概念。深入分析瞭磁帆（Magnetosail） 和太陽帆（Lightsail） 的基本物理原理及其在減速和加速中的應用潛力。展望瞭未來可能用於星際旅行的聚變推進和反物質推進的理論模型和工程可行性研究。 4.3 係外行星的直接探測與生命信號搜尋： 描述瞭詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）之後，下一代巨型地麵望遠鏡（如ELT）和空間任務（如Habitable Worlds Observatory）的科學目標。重點討論瞭如何利用星光阻擋技術（Starshades）和高對比度自適應光學係統，直接對係外行星進行成像，並分析搜尋生物特徵信號（Biosignatures）的最新光譜學方法。 本書結構完整，內容涵蓋瞭從任務設計到數據接收的完整鏈條，是理解和參與人類深空探索事業的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“單光子成像”，立即激發瞭我對“光”的全新認知。在我看來，這不僅僅是關於如何“看到”物體，更是關於如何以一種前所未有的方式去“理解”光本身。我一直對那些能夠將抽象概念具象化的書籍充滿好感，而單光子成像，對我而言，就是這樣一種能夠將微觀粒子的特性轉化為宏觀圖像的奇妙過程。我迫切地想知道，書中是如何將量子力學中的“光子”這一概念，與實際的“成像”技術聯係起來的。我期待它能用一種既嚴謹又不失趣味的方式，解釋單光子探測器的工作原理，以及它與傳統成像方式的根本區彆。我希望書中能夠展示一些令人驚嘆的圖像，這些圖像可能是在極弱光下獲得的，或是揭示瞭微觀世界的奧秘，讓我能夠親眼見證單光子成像的強大之處。同時，我也對它所能帶來的顛覆性影響充滿瞭好奇，比如，它是否能在生物醫學領域實現無創、高分辨率的診斷？在天文學領域，它是否能幫助我們發現更遙遠、更微弱的宇宙信號？這本書，在我看來，不僅僅是一本技術指南，更是一扇通往未來科學與技術前沿的窗口。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“單光子成像”這個書名時，我的第一反應是，這一定是一本關於某種極為尖端、甚至有些神秘的技術的書。我腦海中立刻聯想到那些在科幻小說或電影中纔能齣現的場景，比如，在絕對黑暗的環境下也能捕捉到物體，或者在極短的時間內獲得高分辨率的圖像。這種能夠捕捉到最小光信號的能力，讓我覺得它蘊含著巨大的潛力。我特彆好奇，這本書會如何解釋“單光子”這個概念，它與我們日常生活中所理解的光又有何不同？我期待書中能夠用清晰易懂的語言，闡述單光子成像的核心原理，並展示它在各個領域的實際應用。比如，在科研方麵，它是否能夠幫助我們觀測到一些以前無法觸及的現象？在工業生産中，它是否能夠提高檢測的精度和效率？在安全領域，它是否能夠實現更強大的監控能力？這本書的吸引力在於它所代錶的“極緻”——極緻的靈敏度，極緻的精度，以及由此帶來的極緻的可能性。我希望它能讓我對這個看似小眾的領域産生濃厚的興趣，並引發我對科技發展方嚮的深度思考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，讓我感覺像是收到瞭一份來自未來的邀請函，標題中的“單光子”字眼，就仿佛是開啓瞭一段探險的暗號。我一直對那些能夠突破物理極限的技術充滿嚮往，而單光子成像，在我看來，無疑就是其中最具代錶性的一種。我設想著，這本書的內容可能不僅僅是理論的堆砌，而是會用一種充滿想象力的方式，去描繪單光子成像的獨特魅力。我特彆希望，書中能夠穿插一些引人入勝的案例研究，例如，如何利用單光子成像來診斷早期癌癥，或者如何通過這種技術來研發更靈敏的太空望遠鏡，捕捉更遙遠、更微弱的星係信號。我期待它能夠帶我領略那些隱藏在日常光綫之下的微觀世界，讓我理解，每一個光子的軌跡都可能蘊含著豐富的信息。我甚至希望，這本書能夠激發我對物理學和工程學産生新的興趣，讓我開始思考，如何將這些前沿技術應用到我感興趣的領域，創造齣真正有價值的東西。它不僅僅是一本關於技術的書，更可能是一本關於如何重新認識世界、如何突破界限的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔而富有科技感，那種深邃的藍色背景仿佛蘊藏著無盡的光學奧秘，讓我尚未翻開書頁就充滿瞭好奇。我一直對“單光子”這個概念感到著迷，它不僅僅是物理學中的一個基本單位，更是一種看待世界、捕捉信息的方式，一種極緻的靈敏度和精確度。想象一下，能夠探測到最微弱的光信號，如同捕捉到宇宙深處傳來的低語，這本身就充滿瞭一種詩意和挑戰。我迫切地想知道，這本書將如何描繪這種“單光子”的魅力，它是否會帶領讀者潛入光子的奇妙世界，去探尋其粒子的本質，去理解它與波的二象性，以及在量子力學框架下，單光子所扮演的關鍵角色。我期待書中能有生動形象的比喻，將那些抽象的理論變得易於理解，讓即便是對光學和量子物理初學者也能感受到其中的奧妙，而不是僅僅停留在冰冷的公式和枯燥的定義。我希望它能激起我更深入探索的欲望，甚至去思考，在現實世界中，單光子成像技術能夠帶來哪些革命性的突破，比如在醫療診斷、安防監控，甚至是天文觀測等領域。

評分☆☆☆☆☆

我最近對“成像”這個詞的理解産生瞭極大的拓展，尤其是當它與“單光子”這樣一個精確到極緻的詞匯結閤時，更是讓我聯想到瞭一種前所未有的視覺體驗。這本書的標題本身就給我一種強烈的預感，它可能不僅僅是關於傳統的相機或者顯微鏡，而是涉及到一種全新的、極度精細的圖像獲取技術。我腦海中浮現齣各種科幻電影中的場景，那些能夠穿透黑暗、捕捉微觀細節的設備，是不是就與單光子成像有著韆絲萬縷的聯係？這本書的齣現，似乎為我打開瞭一扇通往未知領域的大門。我非常想瞭解，到底是什麼樣的原理，能夠讓一個物體在極度暗淡的光綫下，甚至在隻有一個或幾個光子的情況下，仍然能夠被“看見”並形成清晰的圖像。這種技術的齣現，是否意味著我們對“看見”的定義將被重新書寫？我好奇書中是否會涉及一些前沿的研究成果，比如在弱光環境下捕捉高速運動物體，或者在生物醫學領域，能夠無損地觀察細胞內部的微小結構。我希望這本書能用一種引人入勝的方式，將這些復雜的技術細節呈現齣來，讓我能夠窺見未來成像技術的無限可能。