全息干涉计量:原理和方法

全息干涉计量:原理和方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

熊秉衡,李俊昌 著
图书标签:
  • 全息干涉测量
  • 干涉测量学
  • 光学测试
  • 全息术
  • 精密测量
  • 波动光学
  • 光学工程
  • 计量技术
  • 科学研究
  • 工程技术
想要找书就要到 静流书站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!
出版社: 科学出版社
ISBN:9787030237408
版次:1
商品编码:10318773
包装:平装
丛书名: 现代物理基础丛书
开本:16开
出版时间:2009-01-01
用纸:胶版纸
页数:800
正文语种:中文

具体描述

内容简介

本书在讲述干涉、衍射、相干性以及激光基本原理的基础上,系统介绍全息干涉计量的原理、方法、技术关键及发展近况。除传统全息干涉计量外,还介绍了近年迅猛发展的数字全息干涉计量。全书博采众多文献之长,融入作者多年的研究成果,因此别具特色。在较严谨的数理分析基础上,既认真阐明物理意义,又配有丰富实例。
本书可供从事光学、信息光学、光电子学、光学干涉计量研究的科技人员、教师、研究生参考,也是相关专业大学生的一部很好的参考书。

目录

第1章 光学和数学基础
1.1 光的波动性描述
1.1.1 光波
1.1.2 辐照度、光强
1.1.3 波动方程
1.1.4 波函数
1.1.5 波函数的复数表示
1.1.6 空间频率
1.2 数学基础
1.2.1 傅里叶变换
1.2.2 卷积和相关
1.2.3 Delta函数
1.2.4 一些常用函数
1.2.5 常用函数的傅里叶变换
参考文献
第2章 光波的衍射
2.1 惠更斯-菲涅耳原理
2.2 衍射的标量波理论
2.2.1 亥姆霍兹方程
2.2.2 亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理
2.2.3 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
2.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射
2.3.1 菲涅耳衍射
2.3.2 夫琅禾费衍射
2.4 薄透镜的光学性质
2.4.1 光波通过薄透镜的相位变化
2.4.2 透镜的傅里叶变换性质
2.5 二元屏的夫琅禾费衍射
2.5.1 矩孔的夫琅禾费衍射
2.5.2 单缝的夫琅禾费衍射
2.5.3 圆孔的夫琅禾费衍射
2.5.4 直边的夫琅禾费衍射
2.6 二元屏夫琅禾费衍射的进一步讨论
2.6.1 二元屏中心偏离光轴
2.6.2 双孔夫琅禾费衍射
2.6.3 双缝夫琅禾费衍射
2.7 二元屏的菲涅耳衍射
2.7.1 矩孔的菲涅耳衍射
2.7.2 直边的菲涅耳衍射
2.7.3 单缝的菲涅耳衍射
2.7.4 圆孔的菲涅耳衍射
2.8 巴比涅原理
2.9 不等幅波前光波的衍射
2.10 光栅的衍射
2.10.1 正弦光栅
2.10.2 正弦光栅的组合
2.10.3 二元光栅(黑白光栅)
参考文献
第3章 相干性理论基础
3.1 光的干涉

……
第4章 激光光源
第5章 全息照相的基本原理
第6章 全息图的几种主要类型
第7章 全息干涉计量的基本原理和方法
第8章 不透明物体的全息干涉计量
第9章 透明物体的全息干涉计量
第10章 全息干涉计量中的一些特殊技术
第11章 数字全息预备知识
第12章 平滑波面数字全息的基本理论
第13章 数字全息的统计光学表述及实际应用
第14章 应用
附录A 辐照度检测
附录B 卤化银记录材料的处理技术
附录C 空间滤波器 物镜与针孔的选择
附录D 防止准直透镜反射光的干扰
附录E 激光和人眼安全
后记

精彩书摘

第1章 光学和数学基础
1.1 光的波动性描述
1.1.1 光波
就发光的时间特性来看,光源可区分为两类:脉冲光源和连续光源,脉冲光源发光时间短暂,辐射出一个或多个波包在空间传播;而连续光源则稳定、持续地发光,它辐射出很长的波列在空间传播,波场中的各点以相同于光源的时间特性,稳定、持续地发生电磁扰动,扰动的基本形式是简谐振荡,通常把它的这种振荡称作光扰动(foptical disturbance),作为这类波场的一种抽像是定态波场,它具有以下两个特性:①波场各点的光扰动是相同频率的简谐振荡,频率高低决定于光源性质;②波场各点光扰动的振幅不随时间改变,在空间形成稳定的振幅分布,严格定义的定态波场要求光源发出的光波波列是无限长的,然而实际光源的发光过程都是有限的,从微观角度看,发光过程总是断断续续的,波场是由一个个波列的传播形成的,而且波列的频率也不是单一的,不过,当波列持续时间比光扰动的周期长得很多时,除了考虑某些特殊问题(如时间相干性问题)外,可以将它当作无限长、单一频率的波列来处理,这样的波列在空间的传播形成定态光波场(optical wave field of stable state)。

前言/序言


《先进光学成像技术与应用》 内容简介 本书全面深入地探讨了当代光学成像领域的前沿技术、核心理论与实际应用。聚焦于超越传统衍射极限的光学系统设计、高性能图像重建算法以及新兴的生物医学、工业检测领域的跨学科应用,旨在为相关研究人员、高级工程师和高年级研究生提供一本系统、详尽的参考读物。 第一部分:光学成像的基础理论与突破 本部分首先回顾了经典光学成像的物理基础,包括光的波动性、几何光学与物理光学的基本原理,并详细阐述了成像过程中的关键限制,特别是阿贝衍射极限。随后,章节重点转向如何突破这些限制,引入了超分辨率成像(Super-Resolution Imaging, SRI)的理论框架。 非球面与自由曲面光学设计: 探讨了如何利用现代计算机辅助设计(CAD)工具,结合数值优化算法,设计具有极高数值孔径(NA)和更小像差的非球面透镜组和自由曲面元件。详细分析了这些元件在校正球差、彗差和像散中的独特优势,并讨论了大规模集成光学系统中的容差分析。 先进光学成像的物理模型: 深入解析了光与物质相互作用的统计学模型。这包括对散射介质中光传输的随机矩阵理论、时间反演方法(Time Reversal)在穿透复杂散射体成像中的应用,以及基于偏振特性的成像增强技术,如利用偏振敏感探测器来分离反射和透射信号,或增强在浑浊环境中的对比度。 计算成像的核心概念: 计算成像的兴起彻底改变了传统的光学系统构建模式。本部分详细介绍了编码孔径成像(Coded Aperture Imaging)的原理,特别是基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)理论的重建算法,如何实现“少样本”数据的有效采集和高精度恢复。同时,对基于相位恢复的直接成像方法进行了详尽的数学推导和实例分析。 第二部分:实时与动态成像系统 实时性是现代高通量研究和快速过程监控的关键需求。本部分专注于那些能够在高速率或非传统时间尺度上捕获信息的成像系统。 高帧率与全局快门技术: 讨论了CMOS图像传感器(CIS)技术的发展,特别是对全局快门(Global Shutter)架构的改进,以解决传统卷帘式传感器在快速运动物体成像时产生的果冻效应(Jello Effect)。分析了高速电子学和数据并行处理架构如何支持每秒数千乃至数万帧的成像需求。 时间分辨成像(Time-Resolved Imaging): 涵盖了飞行时间测量(Time-of-Flight, ToF)和荧光寿命成像(Fluorescence Lifetime Imaging, FLIM)的原理。详细阐述了直测法(Direct Measurement)和相位调制法(Phase Modulation)在测量光子往返时间或分子衰变常数上的优缺点,及其在三维测距和生物分子动力学研究中的应用。 多模态联合成像: 探讨了将不同成像原理结合以获取更丰富信息的系统,例如将光谱信息(波长维度)与空间信息(位置维度)实时结合的成像系统。重点分析了高光谱相机的调制技术和数据降维处理策略。 第三部分:图像重建与深度学习方法 重建算法是连接原始探测数据与最终清晰图像之间的桥梁。本部分聚焦于计算密集型的图像恢复技术,特别是深度学习在光学成像中的颠覆性作用。 传统迭代重建算法的性能优化: 对基于梯度下降的优化算法(如ISTA, FISTA)在处理高维、病态问题时的收敛性和鲁棒性进行了深入分析。讨论了如何引入正则化项(如全变分TV、稀疏约束)以增强重建图像的边缘清晰度和抑制噪声。 深度神经网络在图像恢复中的应用: 详尽介绍了如何利用卷积神经网络(CNN)、生成对抗网络(GAN)及其变体,进行端到端的图像重建任务。这包括将网络训练为“去噪器”、“去模糊器”或“超分辨率放大器”。特别分析了如何设计损失函数,使得深度学习模型不仅关注像素级的相似度(如MSE),更能关注感知质量(Perceptual Quality)。 自监督和无监督学习策略: 鉴于获取完美“地面真值”数据在实际光学实验中的困难,本部分重点阐述了如何利用物理模型(Forward Model)构建数据一致性损失,实现仅使用采集到的退化图像进行模型训练的自监督学习框架。 第四部分:特定应用领域的前沿进展 本部分将理论和方法论应用于具体的科研和工业场景,展示了先进光学成像技术的实际能力。 生物医学成像: 涵盖了光声成像(Photoacoustic Imaging, PAI)和光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)的最新进展。重点介绍了利用先进的算法提高深层组织成像的对比度和轴向分辨率的方法。对活体细胞和组织的非侵入性分子探针标记和实时追踪技术进行了详细的案例分析。 工业无损检测(NDT): 讨论了如何利用相移干涉测量技术(Phase-Shifting Interferometry)进行高精度表面形貌测量。探讨了基于机器视觉的自动化缺陷检测系统,如何利用多光谱或偏振信息识别材料表面的微裂纹和内部结构异常,确保制造过程的质量控制。 遥感与环境监测: 介绍了从轨道平台获取的高分辨率多角度成像数据处理流程。重点阐述了大气校正模型、三维重建技术在地形测绘和灾害评估中的应用,以及如何通过数据融合技术提高环境参数反演的准确性。 本书的结构严谨,从基本原理出发,逐步深入到复杂的计算方法和具体应用,旨在为读者构建一个全面、现代的光学成像技术知识体系。书中包含大量的数学推导、清晰的原理图示和最新的研究案例,是从事光学工程、生物医学工程、计算机视觉等领域研究人员不可或缺的专业参考书。

用户评价

评分

读完《全息干涉计量:原理和方法》之后,我最大的感受就是它将一个看似非常高深的领域,用一种相当接地气的方式呈现了出来。这本书并没有局限于纯粹的理论堆砌,而是花了大量的篇幅去介绍实际的应用和具体的方法。书中详细阐述了各种全息干涉的测量技术,比如数字全息术、相移全息术等等,并分析了它们各自的优缺点以及适用的场景。我特别关注了书中关于测量误差的分析,以及如何通过优化实验设计和数据处理来提高测量的精度,这对我目前正在进行的项目至关重要。此外,书中还涉及了一些相关的硬件设备,例如激光器、光学元件、探测器等的选择和配置,这对于想要搭建自己实验系统的读者来说,非常有参考价值。它就像一位经验丰富的老教授,耐心地手把手教你如何将理论知识转化为实际的测量手段,让科学不再遥不可及。

评分

《全息干涉计量:原理和方法》这本书,我拿到手里的时候,就被它扎实的理论基础和严谨的逻辑推导深深吸引了。从基础的光学原理讲起,例如干涉的叠加性、相干性等概念,作者都梳理得非常清晰,一点也不含糊。然后,它循序渐进地引入了全息摄影的核心,解释了物体光波和参考光波如何叠加记录在记录介质上,以及为什么能够实现对物体三维信息的精确捕捉。我特别欣赏的是作者对于数学公式的处理,既保留了物理意义的直观性,又保证了推导的严谨性,读起来不会觉得枯燥乏味,反倒有一种探索奥秘的乐趣。书中的插图也很精良,很多原理图都画得很到位,帮助我快速理解抽象的概念。对于我这个刚接触这个领域的研究生来说,这本书无疑是打下坚实基础的绝佳选择,让我对后续深入学习全息干涉技术的各个方面充满了信心。

评分

刚拿到《全息干涉计量:原理和方法》这本书的时候,我确实有点犯怵,毕竟“全息干涉计量”这个词听起来就不是那么容易理解。但翻开目录,看到那些清晰的章节划分,以及每一章开头简明的引言,我的顾虑就减轻了不少。这本书的结构设计非常合理,从最基础的光学概念开始,一步步深入到全息干涉的原理、记录方法、再现过程,最后才讲解各种计量应用。作者的语言风格朴实无华,但逻辑性极强,每一步的论证都非常扎实,不会让人产生“为什么会这样”的疑问。我尤其喜欢书中在讲解一些复杂概念时,会用一些生动形象的比喻,或者设计一些小小的思考题,这极大地激发了我的学习兴趣,也帮助我巩固了对知识的理解。总而言之,这本书是一本集理论深度、方法指导和实践参考于一体的优秀著作,值得推荐给任何对全息干涉计量感兴趣的读者。

评分

坦白说,《全息干涉计量:原理和方法》这本书给我带来的惊喜远超我的预期。我原以为会读到一本枯燥的技术手册,但事实恰恰相反,它更像是一部精彩的科学史诗。作者在讲解基本原理的同时,巧妙地穿插了全息干涉技术的发展历程,从早期物理学家的奇思妙想,到现代科技的蓬勃发展,让我对这项技术的演变有了更深刻的认识。书中对一些经典实验的介绍,比如夫琅和费衍射、菲涅耳衍射的衍射图样,以及全息图的再现过程,都写得非常生动,仿佛我亲身经历了一样。更让我着迷的是,作者在讨论不同方法时,会时不时地引用一些前沿的研究成果和最新的技术进展,这让我能够站在巨人的肩膀上,窥探到这个领域的未来发展方向。读这本书,不仅仅是学习知识,更是一种智力上的享受和启发。

评分

《全息干涉计量:原理和方法》这本书,给我最直接的感受就是它的“实用性”。它不像一些理论书籍那样,只是停留在概念层面,而是非常注重实际操作和工程应用。书中详细介绍了各种全息干涉技术的具体实现步骤,包括如何选择合适的记录介质,如何进行曝光和显影,以及如何进行数据采集和分析。我还从中学习到了如何利用全息干涉技术来测量物体的位移、形变、折射率变化等参数,这些知识对于我正在进行的材料力学研究非常有启发。书中的案例分析也十分精彩,通过具体的实例,让我更加直观地理解了全息干涉技术的强大之处。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的引导,让我学会从不同的角度去分析和解决问题,是一本非常难得的工具书。

评分

书很厚实,内容丰富,很通俗易懂

评分

该领域的一本比较好的参考书,前六章是基础知识,第七章开始步入正题。

评分

书很厚实,内容丰富,很通俗易懂

评分

超级厚的书,内容很经典的啊。前六章基本是大学光学内容。后面的比较深了。加油啊。

评分

该领域的一本比较好的参考书,前六章是基础知识,第七章开始步入正题。

评分

超级厚的书,内容很经典的啊。前六章基本是大学光学内容。后面的比较深了。加油啊。

评分

书很厚实,内容丰富,很通俗易懂

评分

书很厚实,内容丰富,很通俗易懂

评分

除了这本,还买了本《信息光学理论与计算》,感觉后者讲得更实用一些。

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 静流书站 版权所有