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☆☆☆☆☆

劉晨 編

圖書標籤:

• 光學
• 應用光學
• 物理學
• 工程學
• 光電技術
• 光學儀器
• 激光
• 衍射
• 乾涉
• 偏振

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111313397

版次：1

商品編碼：10550857

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育測控技術與儀器規劃教材

開本：16開

齣版時間：2011-03-01

用紙：膠版紙

頁數：211

字數：334000

正文語種：中文

內容簡介

　　《應用光學》係統地介紹瞭應用光學的基本原理、方法及應用。主要內容包括幾何光學的基本概念和基本定律、共軸球麵光學係統、理想光學係統、平麵與平麵係統、光學係統的光束限製、光度學與色度學基礎、像差基礎理論、像質評價、典型光學係統及計算機輔助光學設計、現代光學係統。
　　本書可作為高等學校光信息科學與技術專業、測控技術及儀器專業等本科生的教材，也可作為學習光學的其他專業的教材和光學行業的技術人員的參考書。

目錄

前言
第1章　幾何光學的基本概念和基本定律
1.1　幾何光學的基本概念
1.2　幾何光學的基本定律和全反射
1.3　費馬原理和馬呂斯定律
【重點內容】
【例題】
【習題】
第2章　共軸球麵光學係統
2.1　實際光綫的光路計算
2.2　近軸光綫的光路計算和近軸光學的基本公式
2.3　共軸球麵係統的成像
2.4　球麵反射鏡
【重點內容】
【例題】
【習題】
第3章　理想光學係統
3.1　理想光學係統的概念及性質
3.2　理想光學係統的基點和基麵、焦距
3.3　理想光學係統的質像
3.4　理想光學係統的組閤
3.5　透鏡
【重點內容】
【例題】
【習題】
第4章　平麵與平麵係統
4.1　平麵反射鏡
4.2　平行平闆
4.3　反射棱鏡
4.4　摺射棱鏡和光楔
4.5　平麵係統成像方嚮的判斷
【重點內容】
【例題】
【習題】
第5章　光學係統的光束限製
5.1　孔徑光闌
5.2　視場光闌
5.3　漸暈
5.4　遠心光路和場鏡
5.5　景深和焦深
【重點內容】
【例題】
【習題】
第6章　光度學與色度學基礎
6.1　輻射量和光學量及其單位
6.2　光傳播過程中光學量的變化規律
6.3　像平麵的光照度
6.4　光學係統中光能損失的計算
6.5　人眼的顔色視覺
6.6　色度學中的幾個基本概念
6.7　CIE標準色度係統
【重點內容】
【例題】
【習題】
第7章　像差基礎理論
7.1　球差
7.2　彗差
7.3　像散
7.4　場麯
7.5　畸變
7.6　色差
【重點內容】
【例題】
【習題】
第8章　像質評價
8.1　幾何像差
8.2　波像差
8.3　波像差對中心點亮度的影響
8.4　分辨率
8.5　光學傳遞函數
8.6　能量集中度
【重點內容】
【例題】
【習題】
第9章　典型光學係統
9.1　眼睛
9.2　放大鏡
9.3　顯微鏡
9.4　望遠鏡
9.5　攝影係統
9.6　投影係統
9.7　計算機輔助光學設計
【重點內容】
【例題】
【習題】
第10章　現代光學係統
10.1　激光光學係統
10.2　光縴光學係統
10.3　紅外光學係統
【重點內容】
【例題】
【習題】
部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

深入探索：非應用光學領域的經典著作精選 本導讀將聚焦於非應用光學領域的幾本重量級著作，旨在為讀者提供一個廣闊的視角，瞭解光學科學的理論基石、前沿分支及其在基礎研究中的深遠影響。這些書籍係統地闡述瞭光與物質相互作用的基本物理原理，涉及的範圍涵蓋瞭從經典電磁理論的精妙推導到量子力學在光子學中的深刻應用。 --- 一、《電磁場理論基礎與波的傳播》（Advanced Electromagnetic Theory and Wave Propagation） 作者/團隊： 著名物理學傢 [虛構作者 A] 核心內容概述： 本書是理解所有光學現象的數學和物理學根基。它並非直接講解透鏡、棱鏡或激光器的具體工程應用，而是將重點放在麥剋斯韋方程組的嚴格推導、復數形式的解析解，以及在不同介質（各嚮同性、各嚮異性、非均勻）中電磁波的傳播特性上。 詳細章節側重： 1. 麥剋斯韋方程組的嚮量分析與規範選擇： 深入探討瞭電磁勢的概念、洛倫茲規範與庫侖規範的選擇對實際問題求解的影響。尤其對時變場的動態特性進行瞭詳盡的討論，強調瞭電磁波作為能量傳輸載體的本質。 2. 平麵波的邊界條件與反射/摺射的嚴格推導齣： 書中花費大量篇幅詳細推導瞭菲涅耳公式（Fresnel Equations），但其目的在於展示波如何在界麵處滿足場連續性的約束，而非用於計算光學係統的性能指標。此外，書中還包含瞭對全內反射（Total Internal Reflection）現象的深入探究，從能量流的角度解釋瞭其物理機製。 3. 波導理論的早期發展： 重點介紹瞭解析求解平行闆波導和圓波導中TE/TM模式的數學方法，闡述瞭截止頻率（Cutoff Frequency）的物理意義——即電磁波在特定結構中傳輸的能量限製。這部分內容奠定瞭現代光縴通信理論的數學基礎，但書中側重於電磁場分布本身，而非光縴的損耗或帶寬。 4. 輻射理論的開端： 介紹瞭惠更斯-菲涅耳原理（Huygens-Fresnel Principle）的嚴格數學錶述，特彆是斯特拉頓-希爾伯特積分公式（Stratton-Hilbert Integral），用於計算遠場輻射場的分布，這為後續研究天綫理論和散射理論提供瞭工具。 本書價值： 本書是理論物理研究生和從事電磁散射、電磁兼容性（EMC）研究人員的必備參考書。它要求讀者具備紮實的微積分和偏微分方程基礎，緻力於從第一性原理構建對光波行為的理解。 --- 二、《凝聚態物質中的光響應：晶格振動與電子激發》（Light-Matter Interaction in Condensed Matter: Phonons and Excitons） 作者/團隊： 固體物理學權威 [虛構作者 B] 核心內容概述： 本書將視角從自由空間轉嚮物質內部，探討光子（電磁輻射）如何與固體材料中的微觀粒子（電子、晶格振動）發生量子力學層麵的相互作用。重點在於材料的本徵光學性質的源頭。 詳細章節側重： 1. 晶格振動與紅外吸收（聲子效應）： 詳細分析瞭晶體中原子集體振動的模式——聲子（Phonons）的量子化概念。書中通過德拜模型和朗之萬方程，推導齣紅外光吸收與晶格振動模式的耦閤強度，解釋瞭材料的紅外光譜特徵，例如特徵吸收峰的寬度和位置與聲子散射率的關係。 2. 電子能帶結構與吸收邊： 深入講解瞭固體能帶理論（Bloch定理），並基於此推導瞭光吸收係數與態密度（Density of States）的關係。重點討論瞭直接帶隙和間接帶隙材料的吸收特性差異，以及激子（Excitons）——電子-空穴準粒子在低溫下的形成和能級結構。 3. 拉曼散射的量子理論： 本部分采用半經典方法，將入射光視為經典電磁場，將材料極化率的變化視為量子態的微小擾動。詳細推導瞭拉曼散射截麵，解釋瞭斯托剋斯（Stokes）和反斯托剋斯（Anti-Stokes）散射的強度差異，這在分子光譜學和材料錶徵中至關重要。 4. 非綫性光學效應的微觀起源（I階）： 探討瞭在強電場作用下，材料的宏觀極化率張量（如居裏電光效應）如何與微觀的電荷密度分布變化相關聯，側重於理論模型而非器件實現。 本書價值： 這是材料物理、凝聚態物理研究人員理解半導體、介電體等材料光學特性的關鍵參考書。它側重於“為什麼”材料會以特定的方式與光相互作用，而非如何設計一個優化的光學元件。 --- 三、《量子場論在光學中的應用：光子與量子態的操控》（Quantum Field Theory in Photonics: Manipulation of Photonic States） 作者/團隊： 量子光學與量子信息領域專傢 [虛構作者 C] 核心內容概述： 本書將光學研究提升到量子力學的層麵，將光場視為由光子組成的量子場。它緻力於使用量子場論的語言來描述和分析光的非經典特性，如糾纏、壓縮態和量子噪聲。 詳細章節側重： 1. 量化電磁場（Quantization of the EM Field）： 采用正規排序和對易關係來構建光場的哈密頓量，將經典電磁波分解為湮滅算符 ($hat{a}$) 和産生算符 ($hat{a}^dagger$)。詳細闡述瞭光子數的本徵態（Fock States）的構建和性質。 2. 光場的相乾態與壓縮態： 詳盡介紹瞭相乾態（Coherent States，與經典光場對應）的性質，以及壓縮態（Squeezed States）的構造方法。書中重點分析瞭壓縮態如何實現不確定性原理在特定方嚮上的重新分配，例如，降低相位噪聲以提高乾涉測量的靈敏度。 3. 光與兩能級原子（TLA）的耦閤： 使用半經典近似和薛定諤繪景描述光場驅動下的原子動力學，推導齣拉比振蕩（Rabi Oscillations）。隨後，轉嚮量子電動力學（QED）框架，探討自發輻射（Spontaneous Emission）的量子漲落起源，及其在空腔中的抑製（如Purcell效應的理論推導）。 4. 量子噪聲理論與測量： 討論瞭內稟噪聲（Shot Noise）的來源，並引入海森堡繪景來描述係統與環境的耦閤。書中分析瞭如何通過最小不確定性波包的概念來理解光信號的固有極限，這與工程中追求的信噪比極限直接相關。 本書價值： 本書是量子信息、精密測量和基礎物理學研究人員的進階讀物。它要求讀者對量子力學、算符代數有深刻理解，目標在於從根本上理解光的量子本質和信息承載能力，而非光束的幾何特性。 --- 這些著作共同構成瞭光學科學中“非應用”或“基礎理論”的知識體係。它們聚焦於電磁波的場論描述、物質的微觀響應機製以及光的量子本質，為所有光學技術的發展提供瞭不可或缺的理論基石。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我並不是光學專業的科班齣身，對這個領域的知識儲備非常有限。在閱讀《應用光學》之前，我甚至有些擔心自己是否能夠理解其中的內容。然而，這本書的講解方式真的讓我大為驚喜。作者非常注重循序漸進，從最基礎的光的傳播、反射、摺射等概念開始，一步步深入到更復雜的衍射、乾涉、偏振等現象。而且，他會在每個概念的講解後，立刻給齣與之相關的實際應用實例，這種“講解—應用”的模式，極大地降低瞭學習的門檻。即使是初學者，也能在閱讀過程中逐漸建立起完整的知識體係。書中的插圖和圖示也非常豐富，能夠直觀地幫助理解抽象的幾何光學和物理光學原理，這是我非常看重的一點。

評分☆☆☆☆☆

我一直對光學的魅力深感著迷，特彆是它如何在現代科技中扮演著至關重要的角色。這本書的齣版，無疑為我提供瞭一個絕佳的學習平颱。我發現它在介紹各種光學器件和技術時，非常注重其背後的科學原理，並且不迴避復雜的數學推導，但同時又會用通俗易懂的語言來解釋這些公式的意義和應用。例如，在講到激光技術時，作者不僅詳細介紹瞭激光的工作原理，還深入探討瞭激光在通信、醫療、工業等領域的廣泛應用，以及相關的技術挑戰和發展趨勢。這種深度和廣度的結閤，讓我受益匪淺。對於想要係統學習光學，或者對某個特定光學應用領域感興趣的讀者來說，這本書絕對是一本不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到《應用光學》這本書時，我最大的期待是它能夠提供一些新穎的視角和前沿的應用知識。事實證明，這本書完全沒有讓我失望。它在介紹傳統光學內容的同時，還涉及瞭許多新興的光學技術，比如光學成像、光通信、光電子學等。書中對這些領域的介紹，既有理論深度，又不乏實踐指導意義。我特彆欣賞它在探討未來發展趨勢時，提齣的富有洞察力的觀點，讓我對光學技術的未來充滿期待。此外，這本書的參考文獻也非常詳實，這對於我進一步深入研究感興趣的某個方嚮非常有幫助。總而言之，這是一本兼具學術性和實用性的優秀著作，值得反復閱讀和深入研究。

評分☆☆☆☆☆

我在尋找一本能讓我對光學的實際應用有更深入瞭解的書籍，而這本《應用光學》恰好滿足瞭我的需求。它不僅僅停留在基礎理論的講解，更重要的是，它將那些理論與我們日常生活中的各種現象和技術緊密聯係起來。比如，在講到透鏡的時候，作者不僅僅介紹瞭它的成像原理，還詳細闡述瞭它在相機、顯微鏡、望遠鏡等設備中的具體應用，甚至還提到瞭隱形眼鏡和眼鏡的設計原理。這讓我感覺學到的知識是活生生的，並且能夠立刻應用到生活中的思考中去。書中的案例分析也十分詳盡，每一個案例都能夠清晰地展示光學原理是如何解決實際問題的。這種從理論到實踐的完整呈現，讓我對光學産生瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計我非常喜歡，那種深邃的藍色搭配上簡潔的光綫圖案，一下子就吸引瞭我。我本以為它會是一本純粹的理論書籍，可能充斥著晦澀難懂的公式和圖錶，但翻開之後，我發現我的擔憂是多餘的。它的排版非常清晰，字體大小適中，閱讀起來很舒服。每一章的開頭都有一個簡短的引言，幫助讀者快速瞭解本章的主題，這一點做得非常貼心。我尤其欣賞它在解釋概念時使用的比喻和類比，讓那些抽象的光學原理變得生動形象，就像是給我打開瞭一扇通往新世界的大門。我之前對光學一直感覺很遙遠，甚至有些畏懼，但這本書以一種非常友好的方式，讓我逐漸理解並愛上這個領域。作者的寫作風格非常嚴謹，但又不失趣味性，能夠感受到他在這本書中傾注的心血。

評分☆☆☆☆☆

內容言簡意賅，簡明扼要

評分☆☆☆☆☆

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