工程光学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王红敏 著

图书标签:

• 工程光学
• 光学工程
• 光学仪器
• 光电技术
• 激光
• 衍射
• 干涉
• 偏振
• 成像系统
• 光学设计

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301289785

版次：2

商品编码：12334434

包装：平装

丛书名： 高等院校测控技术与仪器专业“互联网+”创新规划教材

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

页数：276

字数：400000

编辑推荐

　　《工程光学（第2版）》作为高等院校仪器仪表类、光学工程、测控及电子信息等专业基础课教材，也可供其他相关专业学生和从事光电技术、仪器仪表技术、精密计量及检测技术等专业的工程技术人员及科技工作者参考；或者作为自学用书。

内容简介

　　《工程光学（第2版）》主要讲授几何光学的基础理论和典型光学系统的实例和应用以及波动光学相关基础知识。通过内容介绍，使学生能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。也使学生能够掌握光学成像的一般原理和实际应用，明确光学的现代面貌和发展动态，了解测控系统及仪器中的光学原理和典型光学系统在测控系统及仪器中的作用、设计要求，使学生在今后的工程设计和产品开发中能够对光学系统进行总体的考虑分析和计算。

作者简介

　　王红敏，山东理工大学机械学院副教授，承担多项测控技术方向的科研课题，出版过多本教材和著作，长期从事工程光学方面的教学与科研工作，教学经验丰富。

目录

第1章 几何光学的基本定律和物像概念
第2章 共轴球面系统
第3章 理想光学系统
第4章 平面系统
第5章 光学系统光束限制
第6章 像差概论
第7章 眼睛、目视光学系统
第8章 摄影系统和投影系统
第9章 近代光学系统
第10章 光的干涉
第11章 光的衍射
第12章 光的偏振

现代光学：原理与应用（第3版） 作者： 艾伦·S·费舍尔 (Alan S. Fisher)， 迈克尔·R·哈里斯 (Michael R. Harris) 译者： 王建国， 李明 --- 图书简介 《现代光学：原理与应用（第3版）》是一部全面而深入的教材，旨在为物理学、电子工程、材料科学以及相关领域的高年级本科生和研究生提供坚实的现代光学理论基础，并重点介绍其在当代科技前沿中的广泛应用。本书不仅继承了前两版清晰的逻辑结构和严谨的数学推导，更在内容上进行了大量的更新与拓展，以反映过去十年间光学领域取得的重大突破，特别是在纳米光子学、生物医学成像以及量子光学通信等方面。 本书的编写遵循“从基础到前沿”的渐进式学习路径。首先，它以严谨的数学框架对经典光学的核心概念进行了详尽的阐述。这包括对电磁波理论在介质中传播的深入分析，侧重于麦克斯韦方程组在特定边界条件下的求解，为后续的衍射、干涉和偏振理论打下坚实的基础。在几何光学部分，我们没有止步于简单的透镜成像，而是详细讨论了光线追迹的高阶像差理论，特别是塞德尔（Seidel）五大像差的形成机制及其校正方法，这对于精密光学系统设计至关重要。 第一部分：经典光学基础与电磁理论 本部分的核心在于建立对光本质的完整理解。从麦克斯韦方程组出发，我们系统地推导了平面波、球面波的传播特性，并引入了矢量势和电磁场边界条件的严格处理。对于光的干涉，本书详细剖析了傅里叶变换光学在分析相干和非相干光场叠加时的强大能力，通过丰富的例题展示了双缝干涉、迈克尔逊干涉仪的高级应用，例如用于测量微小位移和分析材料折射率变化。 在光的衍射理论方面，我们采用了惠更斯-菲涅尔原理与傅里叶光学相结合的方法。重点探讨了夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的适用范围与物理意义。特别地，衍射极限在成像系统中的限制被深入分析，并引入了阿贝衍射理论来指导显微镜和望远镜的分辨率设计。此外，对光栅和衍射元件（如空间光调制器SLM）的工作原理及其在波前整形中的作用进行了细致的讲解。 偏振光学部分超越了简单的线偏振和圆偏振描述。本书详尽阐述了穆勒矩阵和琼斯矩阵在分析复杂偏振态变化中的应用，特别是如何利用这些工具来量化描述材料对偏振光的双折射、旋光和退偏效应。这对于液晶显示技术（LCD）和先进传感器设计至关重要。 第二部分：几何光学与成像系统设计 本部分侧重于光学系统工程实践。除了标准的矩阵光学方法外，本书特别强调了光学系统优化的数值方法。通过介绍Zemax或Code V等主流软件背后的优化算法原理，读者可以理解如何高效地进行系统公差分析和像差最小化。 关于成像光学，我们对折射式、反射式和折反射式系统进行了全面的比较分析。特别关注了高分辨率物镜的设计原则，如复消色差（Apochromatic）镜头的实现、离轴成像系统的畸变控制，以及对大视场角系统的优化策略。 第三部分：现代光学的前沿领域 这是本版新增和强化的核心部分，旨在弥合基础理论与尖端研究之间的鸿沟。 1. 激光物理与技术 (Laser Physics and Technology): 激光部分不再局限于基础的受激辐射和能级跃迁。我们深入探讨了超快激光技术，包括锁模原理（如克尔透镜锁模Kerr-Lens Mode-Locking）以及飞秒脉冲的产生与测量（如自相关测量）。此外，对光纤激光器的光束质量控制和高功率输出的物理限制进行了详细讨论。 2. 非线性光学与光通信 (Nonlinear Optics and Photonics): 详细介绍了二次非线性过程（如倍频、和频生成）和三次非线性过程（如自相位调制SPM、交叉相位调制XPM）。在光通信方面，重点分析了光纤色散管理和非线性信道均衡技术，为相干光通信系统的设计提供理论支持。 3. 纳米光子学与超材料 (Nanophotonics and Metamaterials): 这是本版新增的重点章节。我们介绍了表面等离子激元（Surface Plasmons）的理论基础及其在增强光谱技术中的应用。关于超材料，本书从等效介质理论出发，解释了负折射率材料的实现原理，以及其在实现完美成像（Superlensing）和隐身器件方面的潜力与挑战。 4. 光与物质的量子相互作用 (Quantum Interaction of Light and Matter): 探讨了量子力学视角下的光与原子、分子相互作用。内容涵盖了量子光学的基本概念，如光子统计特性、压缩态光（Squeezed Light）的制备及其在提高测量精度（如LIGO实验）中的应用。同时也对量子密钥分发（QKD）的基本协议和物理基础进行了概述。 第四部分：光学测量与成像技术 本部分专注于光学在实际测量中的应用。除了传统的干涉测量和光谱学外，本书详细介绍了全息术的原理，包括数字全息成像（DHI）在三维重建中的应用。在生物医学成像方面，重点阐述了共聚焦显微镜（Confocal Microscopy）的截面成像能力，以及梯度折射率（GRIN）透镜在内窥镜和光纤探针中的应用。对于光学层析成像（OCT），本书提供了从时域到频域转换的完整理论推导，并讨论了其在活体组织深度成像中的优势。 总结 《现代光学：原理与应用（第3版）》力求在理论深度和应用广度之间取得完美的平衡。每一章节都配有大量的精心设计的例题和深入思考的习题，旨在培养读者将抽象的数学模型转化为解决实际工程问题的能力。本书不仅是课堂教学的理想选择，也是从事光学、光电子领域研究和开发的专业人士不可或缺的参考工具书。通过研读本书，读者将能够掌握驾驭光这一基本物理现象所需的全部理论工具，并为迎接未来光子学领域的挑战做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

从实际应用的角度来看，这本书在描述那些高度理想化的模型方面做得非常出色，它似乎更专注于“是什么”而不是“怎么做”。比如，在谈论衍射极限和相干性时，作者给出了非常严密和优雅的理论推导，每一个近似条件的引入都有明确的数学依据。然而，当我试图将这些知识映射到我正在进行的一个实际的实验设计中时，我发现书中对于实验误差分析、元件的非理想化特性，以及在真实世界中如何选择合适的材料参数等实际工程问题，着墨甚少。它提供的是一套完美的理论框架，但这个框架与充满噪声和不确定性的实验室环境之间，似乎隔着一层厚厚的毛玻璃。对于渴望将理论知识快速转化为动手能力的学生来说，这本书可能需要搭配大量的工程手册或应用案例集才能真正发挥作用，它本身更像是一个纯粹的理论殿堂，而非实用的操作指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在某些特定领域的钻研深度简直令人咋舌，特别是涉及到非线性光学效应的那部分，他似乎倾尽了毕生心血。他对高阶非线性项的张量形式的分解、不同偏振态下的耦合方程的求解，处理得如同庖丁解牛一般流畅自如。然而，这种极致的深度也带来了阅读上的不平衡感。前半部分对于基础的几何和波动光学可能讲解得相对平稳和传统，而一旦进入后半段的复杂课题，叙述的密度和难度会骤然提升，仿佛作者在某一刻突然“忘了”还有初学者存在。这种叙事节奏的剧烈变化，使得读者在学习过程中体验到明显的“陡坡效应”。对于那些对基础知识掌握得不够牢固的读者来说，这种从温和到极端的转变可能会带来强烈的挫败感，让人怀疑自己是否真的具备深入理解这些尖端理论的潜力，迫使人不得不频繁地停下来，查阅各种背景知识才能勉强跟上作者的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本号称“硬核”的物理学教材，简直是为那些想在理论上把自己逼疯的同学量身定做的。它几乎把所有的基础物理定律都扒了个底朝天，从量子力学的基本假设到经典电磁场理论的精妙推导，每一个公式的出现都伴随着一长串繁复的数学演算。读起来就像是走进了迷宫，每当你以为快要找到出口时，作者又抛出了一个更深层次的概念，让你不得不退回去重新审视前面的每一步。特别是关于散射理论的那几个章节，简直是把我对光与物质相互作用的理解彻底打乱了重组了一遍。作者对数学工具的依赖程度极高，如果你的傅里叶分析、张量运算以及复变函数功底不够扎实，那么跟着这本书走下来，绝对是一场痛苦的煎熬。它更像是一本研究生的参考书，而不是本科生入门读物，对于初学者来说，门槛高得令人望而却步，许多关键概念的物理图像总是被抽象的数学符号所掩盖，需要读者自己花费大量时间去“翻译”和“具象化”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧设计，说实话，带着一种上个世纪老式教科书的古朴感。纸张的选择偏向于那种略带粗糙的米白色，字体相对紧凑，图例部分的处理也显得比较传统，缺乏现代教材中那种醒目的彩色插图或交互式的元素来辅助理解复杂的空间结构。我尤其对那些手绘的几何光学光路图印象深刻，线条非常清晰，但缺乏现代软件制图的那种精确的比例感，更多依赖读者的想象力去弥补。在内容组织上，它遵循了一种极其严谨的、自上而下的逻辑结构，几乎没有为了照顾读者的阅读体验而设置的“缓冲地带”或“趣味案例”。每一章都像是被精确切割好的知识块，紧密相连，但这也意味着如果你漏掉了前一章的某个关键引理，那么后面的内容就会像多米诺骨牌一样彻底崩塌。对于那些习惯了碎片化学习的读者来说，这本书要求的是长时间、高强度的专注力，否则很容易在知识的海洋中迷失方向，找不到任何可以让你喘口气的休息点。

评分☆☆☆☆☆

如果说一本优秀的教科书应该具备启发性和引导性，那么这本书的风格更偏向于一份详尽的“知识清单”或“证明合集”。它在清晰地阐述原理的同时，却意外地缺乏那种能激发好奇心和探索欲的叙事方式。作者倾向于使用非常正式和学术化的语言，每一个论点都建立在无可辩驳的逻辑链条之上，但很少通过生动的历史背景、重大的科学发现的曲折过程，或者那些颠覆传统认知的思想实验来吸引读者。阅读过程更像是遵循一套既定的路线图，目标明确但过程略显枯燥。对于那些喜欢从“为什么会这样”的角度去理解知识的读者，这本书提供的直接答案可能足够，但它很少会引导你去思考“除了这样，还有没有其他更巧妙的解释方式？”因此，它可能更适合作为知识体系的校验工具，而不是开启新世界大门的钥匙，让人在完成阅读后，收获的是知识的广度和严谨性，而非思维的灵活性和对科学探索的热情。