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奥坎K.埃尔索伊 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111523895

商品编码：26488146426

包装：平装

出版时间：2016-03-01

图书基本信息
图书名称	衍射、傅里叶光学及成像
作者	奥坎K.埃尔索伊
定价	65.00元
出版社	机械工业出版社
ISBN	9787111523895
出版日期	2016-03-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

该书全面、细致地介绍了衍射、成像以及基于傅里叶分析的基本理论，是信息光学等领域基本理论的科学综合，不是简单叠加，便于读者逻辑清晰地构建整体的理论基础，比同类书如《傅里叶光学》、《信息光学》、《全息成像》等涉及面广。本书还有一个特点，实例丰富、针对性强，便于读者多学科领域融会贯通。

作者简介

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目录

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文摘

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序言

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好的，这是一本关于非线性光学与超快激光技术的图书简介，旨在深入探讨现代物理学和工程学的前沿领域，完全不涉及您提到的《衍射、傅里叶光学及成像》中的内容。 --- 图书名称：非线性光学与超快激光技术：从基本原理到前沿应用 内容简介 本书旨在为物理学、光学工程、电子工程以及材料科学等领域的专业人士和高年级学生提供一个全面、深入且与时俱进的指南，聚焦于非线性光学现象的理论基础、超快激光系统的设计与实现，以及这些先进技术在当代科学研究和工程实践中的广泛应用。本书内容结构严谨，逻辑清晰，既覆盖了基础的物理图像，又深入剖析了尖端的实验技术和实际应用案例。 第一部分：非线性光学基础与理论建模 本部分是全书的理论基石，详细阐述了光与物质在强场作用下发生相互作用的微观机制。 第一章：经典电磁学与物质相互作用的拓展 本章首先回顾了麦克斯韦方程组在介质中的应用，重点讨论了线性响应理论的局限性。随后，引入了介质极化率的密度展开，详细推导了二阶、三阶及更高阶的非线性极化项 $mathbf{P}^{(n)}$。特别强调了电场依赖性和介质对称性在决定非线性效应类型中的关键作用。 第二章：二阶非线性光学过程 重点分析了对空间反演对称性敏感的二阶效应。 二次谐波产生 (SHG)：详细阐述了能量守恒和动量守恒（相位匹配条件）的物理意义。分析了三种主要的相位匹配技术（双折射匹配、准相位匹配 QPM），并深入讨论了周期性极化铌酸锂 (PPLN) 晶体的设计与应用。 参量下转换 (OPO) 与参量放大 (OPA)：这是产生可调谐相干光源的核心技术。本书详细推导了泵浦光、信号光和闲频光之间的耦合方程组，并给出了泵浦/信号光功率随传播距离变化的解析解和数值解。讨论了自发参量下转换 (SPS) 在量子光学中的应用。 光电效应 (PID)：讨论了非中心对称晶体中，光吸收后产生的直流电场，这在光电器件中具有重要意义。 第三章：三阶非线性光学与自相互作用 本章聚焦于与光强平方成正比的三阶非线性效应，这些效应是超快激光束产生自聚焦和脉冲整形的基础。 克尔效应与自相位调制 (SPM)：详细分析了由光场引起的折射率变化 $Delta n = n_2 I$。推导了 SPM 引起的脉冲频谱展宽机制，这是超快脉冲压缩的关键。 自聚焦与解聚焦：基于非线性薛定谔方程 (NLSE)，系统分析了光束在介质中传播时，由于强度梯度导致的折射率梯度，进而引起的波前弯曲现象。介绍了光斑质量因子 $B$ 参数在预测自聚焦临界功率中的作用。 交叉相位调制 (XPM) 与四波混频 (FWM)：探讨了不同波长光束在同一介质中相互影响的机制，以及在产生新频率光方面的应用。 第二部分：超快激光系统的物理原理与工程实现 本部分将理论与工程实践紧密结合，着重介绍如何利用非线性光学原理来产生和控制皮秒乃至飞秒量级的激光脉冲。 第四章：脉冲光源：从锁模基础到实用系统 本章系统介绍了超快激光的核心技术——锁模。 锁模的物理图像：解释了弛豫振荡、锁模启动条件以及稳定锁模状态的形成过程。 可饱和吸收体锁模 (SESAM)：详细介绍了半导体可饱和吸收镜 (SESAM) 的结构、工作原理、饱和吸收特性曲线（高斯型、 সপ্ত边型），以及其在稳定产生稳定重复频率超快脉冲中的关键作用。 克尔透镜锁模 (KLM)：深入分析了基于光束自聚焦效应（克尔效应）的被动锁模技术。讨论了如何通过一个小的空间滤波器或椭圆光束来实现自启动和脉冲的持续压缩。 第五章：脉冲展宽与压缩技术 超快脉冲的产生和后期的整形是其应用的前提。 色散理论回顾：系统回顾了群速度色散 (GVD) 和群速度延迟 (GVD) 的概念，并详细阐述了 $eta_2$ 参数对脉冲形状的影响。 光纤压缩：介绍了单模光纤的非线性效应，以及如何利用光纤自身的 GVD 和 SPM 效应来压缩脉冲。 色散补偿原理与器件：详细介绍了棱镜对、光栅对以及啁啾镜 (Chirped Mirrors) 的设计原则和色散特性曲线，说明如何精确补偿腔内外的 GVD，以获得最短脉冲。 第六章：高功率超快激光前端与放大器 本书讨论了如何将低能量、高重复频率的种子源放大到毫焦甚至焦耳量级，同时保持其超快特性。 啁啾脉冲放大 (CPA) 技术：CPA 是高功率超快激光的核心。本章详细解释了其必要性——避免损伤放大介质。系统介绍了脉冲拉伸器（光栅或棱镜）和压缩器的设计，以及关键的增益带宽和啁啾匹配问题。 放大介质的选择与泵浦：对比了钛宝石 (Ti:Sapphire)、掺镱/铒光纤等介质的特性、存储时间、增益带宽和热负荷管理。 第三部分：前沿应用与交叉学科探索 本部分将理论与工程技术应用于解决实际的复杂科学问题，展示了非线性光学和超快激光在多领域的强大潜力。 第七章：多光子过程与超快光谱学 高次谐波产生 (HHG)：这是探索原子和分子内部电子动力学的强大工具。详细分析了 HHG 的“再归一化-盘旋”模型，讨论了激光脉冲形状（如倍频脉冲）对高次谐波谱线结构的影响，以及在产生阿秒脉冲中的作用。 多光子电离 (MPI) 与隧道电离：基于 Keldysh 准静态判据，区分了 MPI 和隧道电离的物理机制，这对于理解超快激光与物质相互作用的阈值至关重要。 瞬态吸收光谱 (TA) 与二维光谱学 (2D-ES)：介绍了如何利用超快脉冲探测物质的亚皮秒时间尺度的激发态动力学，包括能量转移、相干性保持与退相干过程。 第八章：超快激光在材料加工与生物医学中的应用 飞秒激光微纳加工：利用极高的峰值功率和极短的脉冲宽度，实现非热烧蚀（纯粹的非线性吸收），从而在透明介质内部进行高精度、无损伤的三维结构刻蚀（如光子晶体、光纤内部结构）。 生物组织深层成像：讨论了利用双光子激发荧光 (TPEF) 技术克服传统荧光成像的深度限制，以及利用二次谐波和三次谐波信号进行非标记、高分辨率的活体组织结构成像。 --- 本书特色： 理论深度与实用性并重：提供严谨的数学推导，同时包含大量工程设计中的关键参数和限制条件。 跨学科视野：连接了基础物理、激光工程、材料科学和生物成像等多个前沿领域。 聚焦现代技术：强调了 CPA、SESAM、KLM 等现代超快激光系统中的核心技术。 本书是致力于深入掌握现代激光技术，并将其应用于尖端科研和工业领域的技术人员、研究生及研究人员的理想参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人叹服，尤其是它对经典理论的重构和现代视角下的再诠释，让我受益匪浅。我特别喜欢它对“相位恢复”问题的处理，作者没有回避这个在光学反演问题中普遍存在的难题，反而系统地介绍了诸如迭代算法等几种主要的解决方案及其收敛性讨论。这种对问题复杂性的坦诚和对解决方案的全面覆盖，体现了作者深厚的学术功底。与其他一些偏重于数学推导的教材相比，这本书在保持数学严谨性的同时，对物理直觉的培养也同样重视。例如，当讨论角谱传播法时，作者清晰地阐述了这种方法在处理近场和远场传播时的优势和局限性，这一点对于进行电磁波数值模拟的初学者至关重要。阅读过程中，我常常需要对照着一些额外的文献来加深理解，但这本书本身提供的框架和逻辑链条是如此清晰，使得每一次查阅都成为一次知识的整合，而不是简单的信息查找。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种偏向于理论物理背景的研究者来说，这本书提供了一个非常扎实和富有洞察力的视角来审视波动光学。让我眼前一亮的，是它对“不完备信息”下成像问题的讨论，这在现代天文学和医学影像领域越来越常见。作者对成像系统的“信息量”的量化描述，特别是关于信息的傅里叶域表示，提供了一种全新的度量标准。书中对非线性光学现象在傅里叶光学框架下的初步探讨，虽然篇幅不长，但为后续深入研究提供了极佳的理论起点。这本书的写作风格非常克制而精准，没有多余的修饰，每一个词、每一个符号的出现似乎都经过深思熟虑，以最大化信息的密度和精确性。这种高密度的信息结构，要求读者必须保持高度的专注力，但回报也是丰厚的，每一次重读都能发现新的层次和联系，感觉就像在探索一个精密的数学迷宫，每一步都通往更深远的物理真理。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我本来以为这是一本面向高年级本科生或研究生的专业参考书，但翻开之后发现，它在实验光学和工程应用方面的衔接做得非常到位，简直是工程师的福音。书中关于实际成像系统像差的讨论，尤其是在不同光照条件下的表现，极具实用价值。我特别欣赏作者处理现代光学技术，比如自适应光学和计算成像时的那种严谨态度，他没有仅仅停留在概念介绍，而是深入到了如何用傅里叶光学原理来设计和优化这些系统。例如，书中对“点扩散函数”（PSF）的推导和在不同光学系统中应用的案例分析，非常详尽且富有启发性。我利用书中的某些章节指导了我目前正在进行的一个显微成像项目的优化工作，书中关于空间频率限制对图像重建影响的分析，直接指明了我们系统带宽不足的症结所在。这本书的价值在于，它把纯粹的物理定律和工程实现之间的鸿沟有效地架设了起来，让人感觉手中的知识是“活的”，是可以拿来解决实际问题的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的阅读门槛确实不低，它要求读者对基础的微积分和线性代数有扎实的掌握，但对于那些渴望真正掌握衍射和成像理论核心的读者来说，这是无价之宝。我最欣赏的是作者在处理“多尺度”问题时的能力，例如，如何将小孔的夫琅禾费衍射与复杂物体的大范围成像联系起来，作者通过连续的傅里叶变换和卷积定理，构建了一个统一的理论体系。书中对“模糊”和“失真”的解析，不是简单地归咎于硬件缺陷，而是将其上升到了信息丢失的数学本质层面，这极大地提升了我对图像质量的理解层次。此外，书中穿插的许多历史背景和关键科学家的贡献介绍，让整个理论体系显得有血有肉，不仅仅是冰冷的公式。读完后，我对“看到”这个动作的物理和数学过程有了一种近乎哲学的敬畏感，这本书为理解我们如何通过光线构建世界提供了最坚实的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

这本《衍射、傅里叶光学及成像》的绝佳之处在于，它对光学基础概念的阐述深入浅出，即便是初次接触这个领域的读者也能很快抓住要领。我记得当初拿到这本书时，最让我印象深刻的是作者在讲解傅里叶变换在光学成像中的应用时，并没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过一系列生动的物理图像和类比，比如将光的传播想象成信号的处理过程，让我一下子就明白了相位和振幅在像的形成中所扮演的关键角色。尤其是关于孔径函数和人眼（或任何光学系统）的傅里叶域滤波过程的描述，简直是教科书级别的清晰。它不仅仅是理论的堆砌，更像是一本充满智慧的导游手册，引导我们穿越复杂的物理现象，直达其核心的数学本质。我花了很长时间去研究其中关于部分相干光的描述部分，作者对光场相关性的讨论细致入微，让我对实际测量中的一些噪声和伪影有了更深刻的理解。阅读体验非常流畅，排版也十分考究，让人愿意沉下心去细细品味每一个章节，而不是仅仅停留在表面。