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[美] 沃伦J.史密斯 著

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• 激光技术
• 图像处理
• 精密光学
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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122110770

商品编码：1027446567

出版时间：2011-08-01

作  者:[美]沃伦J.史密斯 著作 定  价:198 出 版 社:化学工业出版社 出版日期:2011年08月01日 装  帧:精装 ISBN:9787122110770 ●第1章 光学基础知识
●第2章 高斯光学：基点
●第3章 近轴光学和计算
●第4章 光学系统方面的考虑
●第5章 初级像差
●第6章 三级像差理论和计算
●第7章 棱镜和反射镜系统
●第8章 人眼特性
●第9章 光阑，孔径，光瞳和衍射
●第10章 光学材料
●第11章 光学镀膜
●第12章 辐射度学和光度学原理
●第13章 光学系统总体布局
●第14章 系统总体布局中的案例分析(经典案例)
●第15章 波前像差和调制传递函数(MTF)
●第16章 光学设计的基础知识
●第17章 目镜、显微镜和照相物镜的设计
●第18章 反射镜和折反式系统的设计
●第19章 物镜设计实例集、分析和说明
●第20章 光学工程中的实际问题
●部分目录

内容简介

《现代光学工程(原著第4版)(精)》内容丰富，实用性强，是世界有名光学专家Warren J. Smith先生60多年丰富工作经验的总结。本书内容不仅有成熟的光学工程理论基础、计算公式和分析方法，而且包括对光学工程问题的讨论和解决方案；不仅考虑到光学技术问题，而且还有经济成本的分析。该书全面考虑到设计、制造和测量技术，尤其体现在对系统总体布局的经典案例分析(**4章)、对光学工程中存在的实际问题的分析(第20章)、*有效地利用现有“库存”透镜(第21章)，以及62种光学系统的设计实例(**9章)。既阐述了普通的球面透镜系统、棱镜系统、反射及折反系统，同时又讨论了非球面和衍射系统。 《现代光学工程(原著第4版)(精)》可供光电子学领域从事光学仪器设计、光学系统和光机结构设计的设计师、光学零件制造工艺师和工程师阅读，也可以作为相关专业本科生、研究生和教师的参考书。

《现代光学工程》图书简介 《现代光学工程》是一部深入探讨光学领域前沿技术与工程应用的权威著作。本书旨在为读者提供一个全面、系统且前瞻性的视角，理解并掌握现代光学工程的核心概念、关键技术以及其在各个尖端科技领域中的实际应用。本书内容涵盖了从基础理论到复杂系统的设计、制造与测试，力求展现光学工程作为一门跨学科工程科学的独特魅力与巨大潜力。 第一部分：光学基础理论与核心概念的深化 本书的第一部分将光学基础理论进行系统梳理与现代视角下的深化。我们首先从电磁波理论出发，详细阐述光的波动性和粒子性，以及由此衍生的各项光学现象，如干涉、衍射、偏振等。在深入理解经典光学的基础上，本书将重点引入现代光学所必需的量子光学基础，包括光子的概念、光与物质的相互作用、激光原理等。这将为后续章节中对先进光学器件和系统的理解打下坚实的基础。 在几何光学方面，本书将超越传统的透镜成像理论，重点关注高精度成像系统，如显微镜、望远镜、以及用于半导体制造的光刻系统中的精密光学设计原则。这包括对像差的深入分析和校正技术，如球差、色差、像散、慧差和场曲，并介绍Zernike多项式等先进的像差描述和分析方法。此外，还将探讨非成像光学元件的设计，例如用于照明系统的高效反射器和透镜设计。 波动光学部分将重点介绍衍射理论的现代应用，包括傅里叶光学和卷积定理在分析光学系统中的作用。本书将详细讲解全息技术的基本原理，并阐述其在信息存储、精密测量和显示技术等领域的应用。干涉原理的讲解将聚焦于其在干涉仪设计中的应用，例如迈克尔逊干涉仪、萨格纳克干涉仪在精密位移测量、表面形貌分析和折射率测量中的关键作用。偏振理论的介绍将结合其在液晶显示、光学通信和传感器等领域的重要地位。 第二部分：关键光学器件与系统的设计与实现 本书的第二部分将重点放在现代光学工程中至关重要的各类光学器件和系统的设计与工程实现。 2.1 先进光源技术： 激光作为现代光学工程的基石，本书将对其进行详尽的分析。我们将详细介绍不同类型激光器的原理，包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器以及光纤激光器，并探讨其各自的优缺点和适用领域。特别是对半导体激光器和光纤激光器的最新进展，如分布式布拉格反射（DBR）激光器、量子点激光器、以及高功率光纤激光器的技术挑战和解决方案进行深入分析。此外，还将介绍LED（发光二极管）的最新发展，包括其在照明、显示和生物医学领域的应用，以及无激光光源，如超连续谱光源的产生与应用。 2.2 高性能光学元件： 本书将详细探讨各种高性能光学元件的设计与制造。这包括高精度透镜（如非球面透镜、自由曲面透镜）、反射镜、棱镜、波分复用器（WDM）、光栅、以及微光学元件（如衍射光学元件DOE、微透镜阵列MLA）。我们将深入研究这些元件的材料选择、设计优化（如公差分析、蒙特卡洛模拟）、以及精密制造技术（如超精密机加工、离子束抛光、光刻、刻蚀）。特别地，本书将强调自由曲面光学元件的设计与制造挑战，以及其在紧凑型光学系统和高性能成像中的革命性作用。 2.3 光学探测与成像技术： 本书将详细介绍各类光学探测器和成像系统的原理与应用。从传统的CCD和CMOS图像传感器，到更先进的科研级相机，我们将分析其像素结构、量子效率、噪声特性以及读出速度等关键参数。在成像系统方面，本书将深入探讨不同焦距、孔径和视场角的成像系统设计，并介绍其在科学研究（如天文学、生物成像）、工业检测（如机器视觉）、以及消费电子产品中的应用。还将介绍多光谱、高光谱成像技术，以及红外成像、紫外成像等特殊波段的成像系统。 2.4 光学测量与传感技术： 光学测量与传感是现代工程领域不可或缺的一部分。《现代光学工程》将详细阐述各类光学测量与传感技术。这包括干涉测量（如表面形貌测量、薄膜厚度测量）、衍射测量（如粒径测量）、以及光度测量（如光强、光通量测量）等。本书将重点介绍光纤传感器，包括其在温度、压力、应变、折射率等参数测量中的应用，以及基于布拉格光栅（FBG）和分布式传感技术的最新发展。还将介绍激光雷达（LiDAR）技术，包括其在三维建模、自动驾驶和环境监测中的关键作用。 第三部分：现代光学工程的应用领域与前沿探索 本书的第三部分将聚焦于现代光学工程在各个高科技领域的广泛应用，并对未来的前沿发展方向进行展望。 3.1 光学在通信与信息技术中的应用： 光通信是现代信息高速公路的核心。《现代光学工程》将详细介绍光纤通信系统的原理，包括光信号的产生、传输、接收和处理。我们将深入探讨光纤的种类（单模光纤、多模光纤）、光放大器（EDFA）、光调制解调技术、以及光网络的架构。本书还将介绍光学存储技术，如全息存储、蓝光DVD等，以及光学在数据中心和高性能计算中的作用。 3.2 光学在制造与检测领域的应用： 精密制造和无损检测是现代工业发展的关键。《现代光学工程》将详细介绍激光加工技术，包括激光切割、焊接、打标、以及激光精密加工（如微孔加工、表面改性）。本书还将深入探讨机器视觉技术在自动化生产线上的应用，包括目标识别、尺寸测量、缺陷检测等。此外，还将介绍光学相干断层扫描（OCT）在医疗成像和材料分析中的应用，以及各种光学检测仪器在产品质量控制中的重要性。 3.3 光学在生物医学领域的应用： 光学在生物医学领域的应用日益广泛。《现代光学工程》将重点介绍生物成像技术，包括共聚焦显微镜、多光子显微镜、超分辨显微镜等，以及它们在细胞生物学、神经科学和病理诊断中的应用。本书还将探讨光动力疗法（PDT）等光学治疗技术，以及生物传感和医学诊断中对光学技术的依赖。 3.4 光学在新能源与环境监测中的应用： 太阳能电池是重要的清洁能源，《现代光学工程》将介绍不同类型太阳能电池的光学特性和效率提升策略，例如薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池。本书还将探讨光学传感器在环境监测中的应用，例如气体检测、水质分析和大气污染物监测。 3.5 前沿光学技术与未来展望： 本书的最后一章将对当前光学工程最前沿的研究方向进行介绍和展望。这包括量子光学与量子信息技术，如量子计算、量子通信和量子传感。还将讨论超材料与负折射率光学，纳米光学与表面等离激元光学，以及它们在超透镜、光学隐身衣等方面的潜在应用。此外，本书还会提及人工智能在光学设计、图像处理和系统优化中的新兴作用。 《现代光学工程》旨在为光学工程师、科研人员、高年级本科生和研究生提供一本集理论深度、技术广度和工程实用性于一体的参考书。通过阅读本书，读者将能够掌握现代光学工程的核心知识体系，理解其在解决现实世界问题中的强大能力，并为未来的光学创新与发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书彻底改变了我对“工程”这个词的看法。以前我总觉得工程就是一些冷冰冰的公式和图纸，但这本书让我看到，工程同样充满了创造力和艺术感。作者在介绍各种光学器件的设计原理时，那种精益求精的态度，以及对每一个细节的打磨，都让我深受启发。比如，书中关于衍射光栅的设计，作者详细解释了如何通过精确控制刻线间距和深度，来实现不同波长的光的分离，这让我感受到了微观世界的精妙设计。而且，书中还探讨了光学系统在不同环境下的可靠性问题，以及如何通过仿真和优化来提高系统的性能和稳定性。这些内容对于那些真正从事工程实践的人来说，无疑是宝贵的经验总结。让我特别感动的是，书中还穿插了一些关于光学工程伦理和可持续发展的讨论，这让我意识到，作为工程师，不仅要关注技术本身，更要思考技术对社会和环境的影响。这本书的结尾部分，作者展望了未来光学工程的发展方向，比如在生物医学成像、新能源技术、以及航空航天等领域的应用，这些都让我对未来充满了乐观和期待。它让我明白，人类对光的探索永无止境，而光学工程将继续扮演着至关重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直让人欲罢不能！我原本对光学工程这个领域知之甚少，只知道它是关于光线如何运作的，但读完这本书，我感觉自己像突然被点亮了一样。书的开头部分，作者用非常通俗易懂的语言，从光的基本性质讲起，比如光的干涉、衍射，这些概念在高中物理课上听起来总是那么抽象，但在作者的笔下，配合着书中丰富的图示，我仿佛能亲眼看到光波是如何相互作用的。接着，书中开始深入探讨各种光学元件，比如透镜、棱镜、反射镜，它们是如何设计、制造以及在各种仪器中发挥作用的。让我印象特别深刻的是关于相机镜头和显微镜的章节，作者详细解释了为什么相机能拍出清晰的照片，为什么显微镜能看到微小的生物，这些背后蕴含的精妙光学原理，读起来比小说还要引人入胜。而且，书中并没有止步于理论，还穿插了很多实际应用的例子，比如激光在工业生产中的切割和焊接，LED照明的节能技术，以及光纤通信是如何实现信息的高速传输的。每一个例子都让我惊叹于光学工程的强大力量，它渗透在我们生活的方方面面，却常常被我们忽略。这本书的写作风格非常活泼，夹杂着一些幽默感，读起来一点也不枯燥，反而像是在和一位经验丰富的老师在聊天。我甚至开始怀念那些没有读这本书的日子，那时的我错过了多少精彩的世界！

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大惊喜，是它在理论深度和实践操作之间的完美平衡。我一直觉得光学工程听起来非常高大上，可能离我们普通人很远，但这本书用一种非常接地气的方式，将那些复杂的理论概念与我们日常生活中能见到、能用到的技术联系起来。比如，书中讲到光镊技术，能够用激光“抓住”并操纵微小的粒子，这让我联想到未来可能实现的微创手术或者纳米机器人。还有关于全息成像的章节，我一直以为那是科幻电影里的技术，但书中详细介绍了它的原理和发展现状，让我对接下来的科技发展充满了期待。更让我欣喜的是，书中还包含了很多关于光学测量和检测的内容，比如干涉仪的原理和应用，这对于工业生产中的质量控制和科研领域的高精度测量都至关重要。作者在描述这些测量技术时，并没有简单地罗列公式，而是通过生动的比喻和详细的图解，让我理解这些仪器的核心工作方式。读这本书的过程，就像是在拆解一个个精密的仪器，然后发现里面蕴藏着令人赞叹的智慧。它不仅让我学到了知识，更培养了我对工程问题的思考方式，学会了如何从基本原理出发，去分析和解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚接触光学工程的学生，我被这本书的深度和广度深深震撼了。它不仅仅是一本教科书，更像是一份详尽的指南，带领我一步步揭开现代光学工程的神秘面纱。书中对光传播介质的理论分析非常严谨，从麦克斯韦方程组到惠更斯原理，每一步的推导都清晰可见，让我对光的波动性和电磁本质有了更深刻的理解。尤其是在讲到光在复杂介质中的传播时，作者引入了诸如光子晶体、超材料等前沿概念，这些内容对我来说虽然有些挑战，但正是这种挑战让我感到兴奋，我仿佛看到了光学工程未来的无限可能。书中的案例分析也做得非常出色，比如对高性能光学系统的设计流程进行了详细的阐述，从初步的设计构思到最终的成像质量评估，每一个环节都考虑得非常周全。我特别喜欢其中关于主动光学和自适应光学的部分，了解到人类是如何通过复杂的反馈系统来校正大气扰动，实现地面望远镜也能获得媲美太空望远镜的成像效果，这简直就是工程上的奇迹！这本书的参考文献也非常丰富，为我进一步深入研究提供了宝贵的线索。虽然有些内容需要反复阅读才能完全理解，但这恰恰说明了这本书的含金量之高。我敢说，这本书绝对是任何想要在光学工程领域有所建树的人的必备读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式非常独特，它不像一本传统的教科书那样枯燥乏味，而是更像一本讲述光学工程发展史和未来趋势的科普读物，却又不失学术的严谨性。作者的笔触细腻，他巧妙地将那些艰深的光学理论融入到引人入胜的故事和案例中。我尤其喜欢书中关于光学材料的章节，从传统的光学玻璃到新型的光子晶体材料，每一个阶段的突破都伴随着人类对光认识的深化。书中还提到了许多在光学工程领域做出杰出贡献的科学家和工程师，他们的故事让我看到了科学探索的艰辛与浪漫。最让我印象深刻的是关于量子光学的部分，作者用非常生动的语言解释了光子的概念，以及量子叠加、量子纠缠这些看似不可思议的现象。虽然我对量子力学了解不多，但通过这本书，我第一次对这些概念有了模糊的认识，并且对未来量子计算、量子通信等领域的潜力充满了好奇。这本书让我明白，光学工程不仅仅是物理学的一个分支，它更是一门集物理、材料、电子、机械等多个学科于一体的交叉领域，其发展之快、应用之广，着实令人惊叹。