X射线与真空紫外辐射源及其计量技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:孙景文

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:2001-12-1

价格:26.00

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787118025750

丛书系列:

图书标签:

• X射线
• 真空紫外
• 辐射源
• 计量技术
• 物理学
• 光学
• 仪器仪表
• 检测技术
• 科学研究
• 技术手册

物理光学中的前沿探索：从经典理论到现代应用 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，探讨物理光学领域中的多个关键分支及其最新的发展动态。全书内容围绕光与物质相互作用的基本原理、非线性光学现象的理论建模、先进光学传感技术的设计与实现，以及光电探测与成像系统的工程应用展开，力求构建一个从基础概念到尖端技术的逻辑严密的知识体系。 第一部分：波动光学与光的传播基础 本部分首先回顾了电磁波理论在光学中的基础地位，重点解析了麦克斯韦方程组在不同介质中的具体形式及其解的物理意义。 晶体光学与双折射现象 深入探讨了晶体材料中光传播的特性。详细分析了单轴晶体和双轴晶体中的光场分布、波法面（Wave Surface）的几何构造，以及折射率椭球的概念。书中不仅涵盖了双折射现象的经典理论描述，如寻常光束（Ordinary Ray）和非常光束（Extraordinary Ray）的独立传播路径和速度差异，还引入了干涉滤光片和相位调制器的设计原理，这些器件依赖于对晶体中光程差的精确控制。特别关注了波片（Wave Plates）的工作机制，包括如何利用其改变光的偏振态，并给出了不同类型的波片（如半波片、四分之一波片）在偏振态变换中的具体应用矩阵分析。 衍射理论与傅里叶光学 本书对光的衍射现象进行了系统性的阐述，从惠更斯-菲涅耳原理出发，推导了菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的数学模型。重点在于将衍射过程视为一种空间频谱的傅里叶变换。详细介绍了傅里叶透镜在实现快速傅里叶变换（FFT）中的核心作用，阐释了光学傅里叶变换的物理实现过程。在应用层面，深入分析了空间滤波技术，包括如何利用傅里叶平面上的掩模（Mask）来去除图像中的噪声或增强特定空间频率的结构。这部分内容为理解现代光学成像系统和信息处理技术奠定了坚实的理论基础。 第二部分：非线性光学：光场强度驱动的物质响应 第二部分聚焦于光与物质相互作用的非线性效应，这是现代激光技术和光信息处理的核心驱动力。 非线性介质中的场耦合与响应函数 系统性地介绍了介质的电极化率张量，特别是三阶和五阶非线性极化率 $chi^{(2)}$ 和 $chi^{(3)}$ 的物理来源及其与激光强度的依赖关系。书中详细阐述了二次非线性过程（如倍频、和频、差频生成）的相位匹配条件，并解释了准相位匹配（Quasi-Phase Matching, QPM）技术（如周期性极化PPLN结构）如何克服传统相位匹配的限制，从而实现高效的频率转换。 三阶非线性现象与自作用效应 深入探讨了三阶非线性效应，包括自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和受激拉曼散射（SRS）。特别是在描述SPM时，结合了克尔方程（Kerr Equation）的求解，分析了超短脉冲在光纤中经历的时间展宽和啁啾产生机制。书中还包含了对四波混频（Four-Wave Mixing, FWM）的详细数学推导，并将其应用于光纤通信中的信道复用和信号再生技术。 光孤子物理学 本章专门探讨了在非线性色散平衡条件下光脉冲的稳定传播——光孤子。详细分析了非线性薛定谔方程（NLSE）的一般形式及其在特定参数下的精确解（如Soliton解）。探讨了一阶和二阶孤子的形成与相互作用，以及亮孤子和暗孤子在不同光纤色散区域的特性。这部分内容对超高速、超长距离光通信系统中的脉冲传输至关重要。 第三部分：先进光学测量与成像技术 本部分将理论知识应用于实际的精密测量和成像系统设计。 全息术与相干成像 对全息记录和再现的物理过程进行了详尽的分析，从格里诺夫积分公式出发，解释了物光、参考光与全息图的相互作用。重点阐述了数字全息显微术（Digital Holographic Microscopy, DHM）的工作原理，包括离线和在线重构方法，以及如何利用DHM实现对微小生物样品或材料表面形貌的非接触、高精度三维测量。 光散射理论与动态光散射 系统介绍了光散射的基本理论，从瑞利散射到米氏散射，强调了散射截面与粒子尺寸和波长的关系。重点讲解了动态光散射（DLS）技术，该技术利用散射光强随时间的变化来确定流体或胶体悬浮液中颗粒的布朗运动速率，从而精确计算粒径分布。书中详细讨论了累积量法（Cumulants Method）和非负定乘积分析（NNLS）等数据反演算法在处理散射数据中的应用。 调制干涉技术与形貌测量 深入研究了用于高精度表面形貌测量的调制干涉技术，如相移干涉测量（PSI）和载波相移全息术。详述了如何通过引入空间或时间上的参考波调制，将待测波前的相位信息编码到易于提取的强度信息中，从而克服了传统单步干涉测量中对光强稳定性的高要求，实现了纳米级精度的形貌重构。讨论了系统误差（如系统移相误差、参考波前畸变）的补偿方法。 第四部分：光电子学与探测系统集成 本部分关注光信号的转换、放大和记录，涉及光电探测器和相关系统的工程实现。 光电导与光伏探测器的物理机制 详细分析了半导体光电探测器的基本工作原理，包括载流子产生、漂移、收集过程，并推导了量子效率和响应度的表达式。区分了光导型探测器（如PIN光电二极管）和光伏型探测器（如雪崩光电二极管APD）在噪声特性、带宽和增益方面的差异。特别探讨了工作在盖革模式下的单光子雪崩二极管（SPAD）的性能限制，包括其死区时间和抖动特性，这些参数对时间分辨测量至关重要。 噪声分析与系统性能评估 对光学和光电器件中的主要噪声源进行了全面梳理，包括散粒噪声（Shot Noise）、热噪声（Johnson Noise）和暗电流噪声。建立了光电探测系统的整体噪声等效功率（NEP）模型，并分析了如何通过散粒噪声限制（Shot-noise-limited）的工作状态来最大化系统的信噪比（SNR）。这为设计低噪声、高灵敏度的光接收机提供了工程指导。 光学成像系统的去卷积与复原 在图像处理章节，关注如何利用已知的点扩散函数（PSF）来校正成像系统中因衍射、离焦或运动造成的图像模糊。详细介绍了维纳滤波（Wiener Filter）和迭代解卷积算法（如Lucy-Richardson算法）的数学基础和收敛性分析。讨论了在实际应用中如何准确估计或测量PSF，并评估复原图像的质量指标。 通过以上四个部分的系统性论述，本书为物理光学、光学工程和光电子学领域的研究人员和工程师提供了一本兼具理论深度和工程实践价值的参考资料。

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