本书从光量子这一基本概念入手,全面介绍了当前生命科学中的各种光生物现象(如光合作用、结构色、视觉等)和重要光学技术(如荧光共振能量转移、多光子成像、光遗传学等),尤其重点介绍了色觉、单光子视觉、视信号转导等不同层次、不同方面视觉过程的光物理特征。书中主体部分注重定性论述,辅以简单定量计算,使一般读者都容易领会基本物理图像;书中进阶部分则对光量子的物理理论给予了必要介绍,供具备较好数学基础、希望对光的本性有更深刻了解的读者参考。
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。
本书是1974年诺贝尔获化学奖得主弗洛里教授亲自编写的一本全面介绍高分子化学与物理的学习与研究指南。即便在出版半个世纪后的今天,它仍是该领域最权威的教材,被誉为“圣经”,已重印数十次。虽然作者去世已20多年,出版社仍不断找权威人士对它进行必要的修订,因此本书包含了很多材料,包括目前的新的理解。本书的主要内容包括:学科研究起源,高分子物质类型和定义,分子大小和化学反应,聚合物反应原则和机制,高分子溶液,乳液聚合,离子聚合,乙烯基聚合物,等等。本书适合作为化学专业、化工专业、材料专业的高校教材,也可供相关专业的科研人员参考。
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。
《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
如果原子内部大部分是空的,为什么我们不能穿墙而过呢?考古学家如何通过测量放射性来判断文物年龄?星际旅行的燃料将如何获得?《元素咖啡化学》由美国圣麦克尔学院教授约翰·苏卡奇打造,靠前20余年,同名多媒体课程网络热销超1000万次,入选北京大学通识教育核心课程。全书以贴近读者日常生活的有趣问题引入,辅以细致、前沿的解答,可以帮助读者在探究中构建通识思维。
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。