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王成 著

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• 生物医学光学
• 光学成像
• 生物医学工程
• 生物光子学
• 医学物理
• 激光生物效应
• 显微成像
• 光动力学疗法
• 生物传感器
• 纳米光子学

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564170196

版次：1

商品编码：12157582

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：374

字数：600000

正文语种：中文

内容简介

　　《生物医学光学》系统地阐述了生物医学光学中的热点技术及其光学背景，如：基于光谱的光学活检；激光共聚焦显微镜；光学层析成像；光声成像以及超衍射限的远场显微成像等，介绍了相关的理论基础和技术重点。《生物医学光学》为相关领域的研究人员、研究生及本科生提供了一本有用的参考书。

目录

第一章 绪论
1．1 概述
1．2 生物医学光学重要历程
1．3 生物医学光学发展与前瞻

第二章 光学和光子学基本知识
2．1 绪论
2．2 几何光学的基本原理
2．3 光的干涉
2．4 光的衍射

第三章 生物系统发光
3．1 生物发光分类
3．2 荧光
3．3 发光生物发光
3．4 化学发光
3．5 生物超微弱发光

第四章 光与组织相互作用
4．1 组织光学
4．2 光在组织中的吸收
4．3 生物组织的光散射
4．4 光子传输理论模型
4．5 光与组织作用的生物学效应

第五章 组织光学性质
5．1 简介
5．2 组织光学性质测量的基本原则
5．3 积分球技术
5．4 Kubelka-Munk法和多流法
5．5 逆倍增法
5．6 组织的光学性质
5．7 总结

第六章 医学光谱技术
6．1 近红外光谱技术及应用
6．2 荧光光谱
6．3 拉曼光谱技术应用
6．4 细胞水平的共焦后向散射显微光谱
6．5 光谱成像的定义

第七章 生物成像原理和技术
7．1 生物成像：一种重要的生物医学方法
7．2 光学成像概述
7．3 生物和医用显微镜
7．4 透射显微术
7．5 倒置显微镜
7．6 暗场显微镜
7．7 相差显微镜
7．8 偏光显微镜
7．9 微分干涉相衬显微镜（DIC）
7．10 荧光显微镜
7．11 扫描近场光学显微镜
7．12 共聚焦显微镜
7．13 荧光共振能量转移（FRET）成像
7．14 荧光寿命成像显微术（FLIM）

第八章 光学相干层析成像术（OCT）原理
8．1 介绍
8．2 OCT系统中的共焦门和横向分辨率
8．3 弱相干干涉的轴向范围
8．4 傅里叶域光学低相干层析成像（Fourier-domain OCT，FD-OCT）
8．5 时域弱相干干涉仪（time domain OCT，TD-OCT）
8．6 OCT系统的灵敏度和动态范围
8．7 OCT技术进展和应用

第九章 光声成像
9．1 简介
9．2 组织中的光声
9．3 深度结构成像
9．4 扫描光声层析成像（Photoacoust，ic Tomography，PAT）
9．5 声透镜成像
9．6 计算机层析成像（computed tomography，CT）
9．7 光声成像方法的应用
9．8 光声成像的发展

第十章 远场超衍射极限成像
10．1 受激发射损耗（stimulated emission depletion，STED）显微术
10．2 超衍射极限的结构光照明显微镜（Structure light Illuminate Microscopy，SIM）
10．3 随机光重建显微镜（STORM）
主要参考文献

好的，这是一本聚焦于量子信息科学与计算的图书的详细简介。 --- 量子信息导论：从基本原理到前沿应用 内容概述 本书《量子信息导论：从基本原理到前沿应用》旨在为物理学、计算机科学、数学以及工程技术领域的学生和研究人员提供一个全面、深入且易于理解的量子信息科学框架。本书超越了传统的信息处理范式，系统性地探讨了量子力学如何为信息存储、传输和处理带来革命性的能力。内容覆盖了量子力学的基本数学工具、量子计算的核心算法、量子通信中的独特优势，以及当前正在崛起的量子传感和计量学的前沿领域。 全书结构严谨，力求在保证理论深度的同时，兼顾清晰的物理图像和实际的可操作性。我们特别强调从信息论的角度重新审视量子现象，帮助读者理解量子比特（Qubit）与经典比特的本质区别，以及这种区别如何转化为指数级的计算能力和绝对安全的通信。 第一部分：量子力学基础与信息载体 本部分奠定读者理解量子信息所需的所有数学和物理基础，重点是将抽象的量子力学概念转化为信息处理的语言。 第一章：经典信息与概率回顾 本章首先回顾经典信息论的基本概念，如比特、信息熵（香农熵）和图灵机模型。通过对比经典系统中的不确定性与量子系统中的内在不确定性，为后续章节的引入做铺垫。我们将探讨确定性算法与概率性算法的界限。 第二章：量子力学的数学框架 这是全书的基石。我们详细介绍了描述量子态的希尔伯特空间结构、矢量表示（狄拉克符号，Bra-ket Notation）、算符与矩阵表示法。重点讲解了线性代数在量子力学中的核心作用，包括本征值、本征向量与投影算符。本章会清晰地定义量子态的完备性、归一化条件以及密度矩阵（Density Matrix）的概念，用于描述混合态。 第三章：量子比特（Qubit）与单比特操作 本章将量子信息处理的最小单位——量子比特——从理论层面引入。我们将使用布洛赫球（Bloch Sphere）来直观地表示单量子比特的状态和演化。随后，详细介绍基本单比特酉变换，如泡利矩阵（$X, Y, Z$）、哈达玛门（$H$）及其在产生叠加态中的关键作用。 第四章：多体系统与量子纠缠 纠缠（Entanglement）是量子信息区别于经典信息最核心的特征。本章深入探讨多量子比特系统的张量积结构。我们将定义和量化纠缠，重点分析贝尔态（Bell States）作为最大纠缠态的意义。此外，还将讨论纠缠的不可克拉夫性（No-Cloning Theorem）以及它在量子隐形传态中的核心地位。 第二部分：量子计算的核心算法与模型 本部分将目光投向量子计算机的设计原理和可实现的计算模型，探讨量子并行性（Quantum Parallelism）如何驱动指数级加速。 第五章：量子电路模型与通用门集 本章介绍了量子计算的标准模型：量子电路。我们将探讨可逆计算的必要性，并详细阐述通用量子门集（Universal Gate Set）的概念。我们将证明仅使用单比特门（如$R_y( heta)$）和受控非门（CNOT）即可构造出任意酉操作，这是构建可编程量子计算机的基础。 第六章：著名量子算法 I：求解搜索问题 本章专注于格罗弗（Grover’s）搜索算法。我们将从经典搜索的复杂度出发，详细推导格罗弗算法的迭代过程，包括格罗弗迭代子（Grover Iterator）的几何意义——在希尔伯特空间中对目标向量的“翻转与反射”。通过实例分析，读者将理解该算法如何提供二次加速（Quadratic Speedup）。 第七章：著名量子算法 II：量子傅里叶变换与因子分解 本章是量子计算的“杀手级应用”——肖尔（Shor’s）算法的基石。首先，详细介绍量子傅里叶变换（QFT）的定义、矩阵形式及其高效计算方法。随后，我们将介绍周期查找算法（Quantum Phase Estimation, QPE），并展示如何利用QPE和QFT高效地分解大数，从而对现有公钥加密体系构成威胁。 第八章：量子模拟与变分算法 本章关注量子计算在物理和化学领域的前沿应用。我们讨论如何使用量子计算机精确模拟复杂的哈密顿量和分子系统（量子模拟）。此外，我们深入介绍混合量子-经典算法，特别是变分量子特征求解器（VQE）和变分量子本征求解器（QAOA），它们是当前NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）时代最实用的计算范式。 第三部分：量子通信、密码学与传感 本部分将视角从计算拓展到信息安全传输和高精度测量领域，展示量子力学对实际工程技术的变革潜力。 第九章：量子密钥分发（QKD） 本章聚焦于量子密码学的基石。我们将详细阐述BB84协议的原理，解释它如何利用测量引起的塌缩和海森堡不确定性原理来保证密钥分发的绝对安全性。后续章节将介绍更先进的协议，如E91协议，以及其对窃听的容忍度。 第十章：量子隐形传态与超级密编码 本章探讨量子信息在远距离传输中的应用。我们将基于贝尔态和酉操作，完整地推导量子隐形传态（Quantum Teleportation）的步骤，强调信息的“传输”与“物质的传输”的区别。同时，对比分析超级密编码（Superdense Coding），展示如何用一个量子比特传输两个经典比特的信息。 第十一章：量子噪声、误差与容错 任何实际的量子系统都面临退相干（Decoherence）的挑战。本章系统性地分析量子系统中的主要噪声源（如比特翻转和相位翻转）。我们将引入量子误差修正码（QECC）的概念，重点介绍Shor码和表面码（Surface Codes）的基本结构，为构建容错量子计算机奠定理论基础。 第十二章：量子计量学与传感 本章探索量子力学在超越经典极限的测量精度方面的潜力。我们将介绍标准量子极限（SQL）和测量精度如何被“海森堡极限”（Heisenberg Limit）所取代。通过分析N00N态等纠缠态在光干涉测量中的应用，展示量子增强型传感器在时间、频率、磁场和引力波探测中的巨大前景。 附录 附录部分包含必要的数学工具回顾，包括群论基础、矩阵对角化回顾，以及关键量子算法的详细伪代码实现参考。 --- 本书的特色： 1. 双重视角： 兼顾理论物理的严谨性和计算机科学的可计算性。 2. 直观性与深度并重： 大量使用几何解释（如布洛赫球），同时不回避复杂的代数推导。 3. 前沿覆盖： 不仅聚焦于Shor和Grover算法，更深入探讨了NISQ时代的变分方法和量子传感技术。 4. 数学严谨： 所有核心概念均建立在完备的线性代数和概率论基础之上。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都远超我的预期，我本以为它会更偏向于介绍基础的光学理论，但它却巧妙地将这些理论与前沿的生物医学研究紧密结合。尤其让我印象深刻的是关于光谱分析的部分，书中不仅详细介绍了不同波长光与生物组织相互作用的原理，还列举了许多利用这一原理进行的疾病诊断和监测方法。例如，如何通过分析不同光信号的吸收和散射来区分健康组织和癌变组织，或者如何利用特定波长的光来检测血液中的特定成分。这让我意识到，原来我们每天接触的光，在医学领域竟然有着如此强大的诊断能力。书中的内容并非是简单罗列，而是呈现了一种逻辑清晰的递进关系，从基础的光学原理，到复杂的成像技术，再到具体的治疗应用，层层深入，引人入胜。我特别喜欢作者在探讨某些技术时，会回顾其发展历程，并预测其未来的发展趋势，这让我在学习知识的同时，也能感受到科学的进步力量。这本书让我看到了光学的无限可能，也让我对未来的精准医疗充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我眼前一亮的书籍，它并非那种教条式的科学著作，而是充满了探索精神和前沿视野。我尤其欣赏书中对于生物组织光学特性的深入剖析，作者并非止步于表面的介绍，而是细致地阐述了不同组织在不同波长下的光传播、散射和吸收行为，并以此为基础，构建起了一系列创新的诊断和治疗策略。例如，书中关于“光学相干层析成像”（OCT）的讲解，让我深刻理解了它是如何通过干涉原理实现对组织微观结构的无损、高分辨率成像的，这在眼科、皮肤科等领域有着广泛的应用前景。此外，作者对于光与生物分子相互作用的讨论，也让我看到了利用光来调控细胞功能、甚至进行基因编辑的可能性，这无疑是未来生物医学领域最具潜力的发展方向之一。这本书的价值在于，它不仅提供了扎实的理论基础，更重要的是，它激发了读者去思考，如何将这些基础理论转化为解决实际医学难题的创新方案。它让我看到了生物医学光学不仅仅是一门学科，更是一种充满活力的、不断发展的科学实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是我踏入生物医学领域的一扇窗户！之前对光学在医学上的应用了解得很少，总觉得它只跟近视眼手术或者拍照有关。但翻开这本书，我才发现光学竟然能这么神奇地“看”进我们身体的内部，甚至还能“治”病！它不是那种枯燥的教科书，而是用一种非常直观和易懂的方式，把各种复杂的光学原理和生物医学应用联系起来。比如，关于光学成像的部分，它不仅仅是讲了各种显微镜的原理，更让我惊叹的是，它能够清晰地展示出细胞内部的动态活动，甚至是我们肉眼根本无法企及的分子层面。书里还讲到了光动力疗法，听起来就像科幻电影里的情节，但它却是真实存在且在临床上被应用的。我尤其喜欢作者在讲解每一个应用时，都会穿插一些实际的案例研究，让我能真切地感受到这些技术是如何解决现实医学难题的。读完这些章节，我脑海里不再是模糊的光学概念，而是一个个生动的医学图像和治疗场景。这本书真的让我对生物医学领域有了全新的认识，也激发了我深入探索更多光学技术在医学中应用的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己对“光”有了全新的认识。之前总觉得光就是可见光，能照亮世界，但这本书让我看到了光在生物医学领域所蕴含的巨大能量和无限可能。作者以一种非常清晰且富有条理的方式，将各种复杂的生物医学光学技术一一呈现。我特别喜欢关于“光遗传学”的章节，它简直像打开了潘多拉的魔盒，让我看到了如何通过光来精确地控制神经元的活动，从而研究大脑的功能，甚至有望治疗神经系统疾病。这种将物理学原理与生物学研究结合的创新方式，让我感到非常惊叹。书中还穿插了大量的图片和图示，让那些抽象的概念变得具象化，更容易理解。比如，一些生动的示意图清晰地展示了不同成像技术的原理和应用场景，让我能够直观地感受到这些技术是如何“看见”身体内部的。这本书不仅让我学到了知识，更让我感受到了科学的魅力和人类的智慧。它让我看到了生物医学光学不仅仅是科学研究，更是一种能够实实在在地改善人类健康的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对生物医学光学这个领域并不太了解，甚至可以说是一无所知。抱着试试看的心态翻开了这本书，结果完全被震撼到了。它就像一把钥匙，为我打开了一个全新的世界。书中的很多概念，比如光声成像、荧光成像等等，听起来很专业，但在作者的讲解下，却变得生动有趣。我最喜欢的部分是关于光学分子探针的介绍，作者非常细致地解释了这些探针如何被设计用来特异性地标记生物分子，并通过发光来指示其位置和状态。这简直就是把“显微镜”的精度提升到了一个全新的维度。而且，这本书不仅仅是理论的堆砌，它还充满了对实际应用的展望。比如，它提到了如何利用光学技术来监测药物在体内的分布，或者如何实现无创性的疾病早期筛查。这些内容让我对未来的医疗充满了好奇和憧憬，也让我看到了科技在改善人类健康方面所能发挥的巨大作用。这本书就像一本“魔法书”，让我看到了光如何成为我们探索生命奥秘、对抗疾病的强大工具。