本书根据国际流行的“简练、实用,尽量把设计交给计算机做”的理念,介绍双胶合、双分离、消色差、柯克、天塞、双高斯、远摄、反远摄、远心、投影、变焦、广角、显微、红外等各类光学成像系统的设计方法和流程,讨论物理模型、部件选型、评价函数设置,并给出大量的设计实例和ZEMAX设计程序。只要认真研读本书,参考书中的实例,遵循规范的流程,系统总是沿着最速下降路径平稳快速收敛、自动更换玻璃,得到符合设计指标、结构紧凑、成本合理的设计结果。 第二版增加了长工作距平场复消色差显微物镜、大孔径卡塞格林物镜、宽带连续变比扩束镜和高清晰度变焦物镜的设计,提供了公差设定和图纸绘制的规范。在应用光学部分,推导了衍射极限系统离焦点扩散函数的解析解??合流超几何函数,提供了贝塞尔函数型椭圆出瞳公式,分析了广义焦距
本书深入讲述了热力学的起源、发展和演变,通过对热力学理论发展的历史回顾,帮助读者了解热力学从古典到现代演化过程中的重要里程碑和相关概念的演化历程,以及热力学在自然界和实际应用中的重要作用,内容涉及温度、能量、熵、化学势等热力学中的重要概念,以及热力学第三定律、辐射热力学、不可逆过程热力学、涨落、相对论热力学、新陈代谢等方面。本书可供大学物理、化学、材料等专业的本科生、研究生及科研人员阅读参考,亦可供热爱自然科学、科学史的读者阅读。
本书为光子晶体领域的经典教科书。第1章对全书进行了综述。第2章描述了混合介质系统的宏观电磁理论,证明描述磁场的方程是哈密顿方程。基于此事实,第3章对磁场行为做出了描述。第4~6章分别研究了一维、二维、三维光子晶体的电磁特性,阐述了光子带隙的物理起源,以及与之相关的电磁现象。第7~9章研究了一维周期介质波导、二维光子晶体板和光子晶体光纤。第10章阐述了时间耦合模式理论,以及与之相关的应用设计,还描述了光子晶体中的光学现象,如折射、衍射等。本书附录部分可以帮助读者了解相关基础知识。
本书是光电子学和光电器件理论系统化和计算图像化的最新专著。本书从光学和电磁场基础理论讲起,逐一讨论了激光束在光波导和线状光纤中的传播模式和特性,以及激光器、光接收器,各种光放大器以及波分多路和光链接。最后,本书论述了光孤子、太阳能光电池和最近几年才出现的超材料。本书不仅有系统的光子学的理论和计算公式,而且通过Matlab进行各种仿真计算,获得了激光束在波导和光纤中传播以及光放大器工作时的效果图。全书收录了60多个在Matlab中使用的编程,可供读者学习使用。
本书着重介绍量子光学领域中的基本理论、概念和方法,并对相关的前沿课题进行了适当讨论。本书的主要内容包括:辐射场及其量子化,量子相干态、压缩态,光场的相干性及其干涉,光场与原子的相互作用,热库系统及主方程理论,朗之万方程,光与物质相互作用,非马尔可夫系统,光学谐振腔系统,光力耦合系统等。除此之外,我们还在适当的地方插入相关领域和课题的介绍,如光子波函数,纠缠光源的干涉,Rabi模型的精确解,超辐射相变,非马尔可夫系统的度量及验证,简并光腔中的拓扑物态模拟等。
《非线性光学基础》 是一部教学指南,也是一部理论和实践结合的典范,面向不同的读者,包括工程师、物理学家和化学家。只要具备基本的电磁学知识,包括麦克斯韦方程和电磁波理论,都可以读懂这本书。实验室和商业器件对非线性光学的应用越来越广泛,使得科研人员和工程人员都需要对潜在的物理原理和器件的实际应用有深入了解。本书囊括了非线性光学线性的方方面面,从二次谐波的产生到孤立子的形成,使读者更易于理解和使用与非线性光学中许多现象有关的基本原理,并提供解决相关问题所必需的数学工具。 这是第2版。2014年本书的*作者Peter Powers去世,使得非线性光学领域蒙受巨大损失,也使得这本书的第2版成为遗作。这部扩展版本的执行主笔Joseph W. Haus教授,也是*版本教材的使用者,在尽量维护原书风格的基础上做了大量的修订,尤其是第2章
非成像光学是一门新兴但极有潜力的技术,主要用于设计*优化的太阳能集中器和照明光学中的的固态照明应用。本书提供了该领域中的一手研究资源和理论信息。全书分为两个主要部分,第一部分主要讲解了非成像光学的主要概念和设计方法;第二部分总结了光线、波前、反/折射等基本概念,作者试图将非成像同其他广泛的领域联系起来。
激光清洗是采用激光作为媒介,通过光与物质(包括基底材料和污染物)的相互作用,达到去除污染物的目的。常规的物理清洗方法中,机械方法无法满足高清洁度清洗要求,超声波清洗法尽管清洗效果不错,但对亚微米级污粒的清洗无能为力,而清洗槽的尺寸又限制了加工零件的范围和复杂程度;化学清洗方法容易导致环境污染。激光清洗是一种新兴的表面清洁技术,更符合当前对于环境保护和社会可持续发展的需要。自上世纪诞生以来,在短短几十年中,在理论和技术方面取得了突飞猛进的发展。目前已经开发出了多种类型的激光清洗设备,并成功应用于工业清洗中,取得了良好的效益。本书分为十章,前四章介绍了激光清洗的概念、基本原理、激光清洗设备,后六章分别介绍了激光清洗在电子元器件、除锈、脱漆、文物、模具等领域的应用。
本书从光与物质相互作用的非线性与量子性出发,对多年来在非线性与量子光学领域中的最新研究成果给予从实验到理论的系统介绍。第1~5章主要偏重基础,包括非线性介质中的波,光与非线性介质相互作用的经典与量子理论,二能级、三能级系统的密度矩阵求解,原子缀饰态,激光振荡理论等;第6~10章主要介绍最新发展,包括辐射的相干统计性质,原子的共振荧光与吸收,激光偏转原子束,超短光脉冲的传输与锁定,以及光学噪声、分岔与混沌。
本书全面阐述现代大气光学的研究内容和方法,主要包括大气的光学性质、大气折射、分子吸收和散射、气溶胶粒子光散射、光在混浊大气中的传播、光在端流大气中的传播、大气中的成像,以及大气性质的光学探测方法和技术。本书为大气辐射和天文观测等基础研究以及激光大气传输、光学遥感技术、环境光学监测技术、自适应光学技术、自由空间光通信等先进光电工程应用提供基础数据、应用模式和基本工具。本书反映了大气光学研究的重要进展,可以作为大气光学及相关研究的教材和有益参考书。
本书作者为国际知名学者,长期在非线性光学领域从事基础与前沿性研究.本书主要描述强相干光辐射与物质相互作用过程中的各种非线性光学效应,包括它们产生的物理原理、实验技术、新近研究成果,以及在现代科学技术发展中的独特应用.主要内容有:三阶和三阶非线性混频效应,强光引起的感应折射率变化、自聚焦、自散焦、相位自调制和光谱自加宽效应,强光受激散射效应,非线性光谱学效应,光学相位共辄效应,瞬态相干光学效应,多光子吸收和激发效应,以及时间和空间光学孤子效应和应用等.本书具有概念描述清楚、公式推导简洁、理论与实验并重,以及图文并茂等特点。
在标量衍射理论的框架下,本书系统总结经典及广义衍射公式的数值计算方法,对空间曲面光源衍射场的数值计算进行专门讨论,并且以数字全息及3D物体的计算全息为衍射计算的应用载体,对数字全息涉及的理论、技术及数字全息干涉计量进行详细介绍,对目前迅速发展的全息3D显示技术进行研究。书附光盘给出全书的主要计算程序及计算涉及的图像文件。 全书由9章及4个附录构成,分上、下两册出版。上册包含1~5章,下册包含6~9章及附录。第1章是数学预备知识;第2章介绍标量衍射理论及不同形式的衍射计算公式;第3章基于取样定理详细讨论不同衍射公式的数值计算方法;第4章对光全息术进行介绍;第5、6章是数字全息的基本理论;第7、8章介绍全息干涉计量理论及数字全息干涉计量的应用实例;第9章对数字全息3D显示及3D动画算法进行研究。附录A是计算
1927年玻恩和奥本海默基于薛定谔方程提出的电子态绝热近似,在过去近一百年中已经成为了人们探索微观世界的一种研究范式。在理论上,它是在量子力学层面求解凝聚态物理问题的第一步;在实验上,它是预言和解释各种观测结果的理论依据。近年物理学发展的一个趋势是随着理论模拟更加接近真实体系、实验观测更加趋于精准极限,建立一种超越玻恩-奥本海默近似的新的研究范式被逐渐提上日程。全量子效应是指基于原子核与电子自由度的全量子理论所预言的物理性质和化学性质。它普遍存在于客观世界的凝聚态物质中,涉及的内容十分广泛和丰富。但由于人们的认识过程,以及理论方法和实验技术发展水平的,直到最近才逐步得到越来越多的关注。本书在对全量子效应问题的历史发展和研究现状做简要概述之后,先来介绍凝聚态物质中全量子效应的物理问
本书介绍了当前国际上新兴的多学科交叉前沿领域“成像光谱偏振技术”的产生、最新研究动态和未来发展趋势。系统论述了成像光谱偏振技术的基础理论、物理模型、创新性原理与新型技术方案。展现高分辨率成像、光谱、偏振多维度信息一体化同时探测模式、特点与图像数据处理方法。拓展、深化高分辨率遥感的精确定量化与应用。结合科研和工程应用,给出了时空联合调制型干涉成像光谱仪、新型静态成像光谱偏振仪、风成像干涉仪等先进仪器原理、样机设计与研制、系统定标及数据定量化处理。展示了模拟星载和机载探测实验的结果与结论。并对干涉成像技术遥感探测大气风场、温度、成分等新原理、新技术和重要应用进行了全面论述与深入讨论。
本书分成四个部分。部分由前三章组成,介绍声光技术所需入门理论基础,包括晶体基本知识、晶体光学、体波与表面波晶体声学、导波光学、光纤光学等;第二部分由第4章组成,介绍声光学理论的核心内容,即按照参量互作用概念建立起来的声光互作用耦合波方程理论;第三部分由第5章至第7章组成,介绍声光器件的设计方法,包括各类体波声光器件,如声光偏转器、声光调制器、多频声光器件、可调谐声光滤光器、声电光器件和表面波声光器件,体波和表面波换能器的d性能与设计方法;第四部分由第8章组成,介绍声光器件的应用,包括在激光显示记录系统、激光谐振腔、光信号处理、光计算、光探测以及军事上的应用。本书力求理论上的系统性、技术上的创新性、应用上的实用性。
对成分/工艺-组织-性能的准确理解是金属材料科学与工程领域亟待解决的共性基础难题。对工业界而言,控制固态相变而提升力学性能是经济需求牵引的。对科学界而言,迫切需要准确描述相变,并且认识和理解控制相变的关键过程。依赖相变热力学和相变动力学来获取可靠的、非经验的加工参量,是物理冶金界发展的终极目标。本书总结了金属材料加工成形中涉及的固态相变动力学模型及其方法的演化历史、阶段成果和存在的问题,旨在对固态相变动力学模型与方法进行全面系统地阐述,最终服务于贯通成分 /工艺-组织-性能的共性理论或规律。 本书可供金属材料加工与强韧化设计等领域的科研、教学和工程技术人员阅读,也可作为材料科学与工程及相关专业研究生的参考书。
《新型微结构光纤传感及光调控》系统地介绍结构型光纤传感器及光调制器件的设计思路、光传输原理、制备方法及传感特性研究。第1章介绍结构调制型光纤光栅的制备方法,包括光纤结构调制技术和光纤写入方法,详细讨论结构调制型长周期光纤光栅的模式耦合、设计思路及传感特性研究。第2章介绍基于组合式光纤光栅的制备方法,详细阐述光纤精密切割技术,并对组合式光纤光栅的模式耦合理论、设计思路及传感特性进行了深入剖析。第3章介绍新型微结构光纤传感器的制备与应用,讨论微纳光纤在生化传感中的应用,包括倏逝波传感技术和在线离子检测技术,随后介绍基于光流控微结构光纤的光干涉传感器件及其在气体检测中的应用,并增加了基于导电材料修饰的微光电极传感器件的内容。第4章重点介绍光纤调制器的制备方法,涵盖基于毛细管光纤、悬挂芯
本书根据作者和美国光学设计师流行的设计方法,以“简练、实用,凡是计算机能做的尽量交给计算机做”的理念,介绍准直镜、柯克、天塞、双高斯、远摄、反远摄、远心、投影、变焦、广角、显微、红外等各类光学成像系统的设计方法和流程,讨论物理模型的建立、部件选型、高效评价函数的设置,并给出大量的设计实例和ZEMAX设计程序。教学和实践证明,只要认真研读本书有关章节,参考书中的实例,根据合理的技术指标,遵循规范的流程,系统总是沿着最速下降路径平稳快速收敛、自动更换玻璃,能得到性能符合要求、结构紧凑、成本合理的设计结果。
本书系统介绍了表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术的相关原理、方法技术、应用及发展动态。全书主要包括SERS光谱基础、SERS光谱技术与平台、SERS光谱应用三个部分。对SERS光谱历史、原理、仪器和测试方法进行概述;介绍具有SERS增强能力的纳米材料;介绍SERS增强基底和SERS纳米探针两种主要技术模式;介绍SERS与微流控、色谱和微观成像等技术的联用分析监测平台;介绍SERS技术在环境监测、食品分析、药物分析、生物医学和化学催化等领域的前沿特色应用;提出未来SERS技术的发展方向和面临的挑战,给出了相应的解决思路和建议。