光学工程基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:毛文炜

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2006-5

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787302126362

丛书系列:

图书标签:

• 光学工程
• 光学工程
• 光学原理
• 光电技术
• 光学仪器
• 物理光学
• 几何光学
• 激光技术
• 光学材料
• 光波传播
• 光学设计

《量子通信原理与应用》 本书深入探讨了量子通信这一前沿科技的理论基础、关键技术及其广泛的应用前景。我们将带领读者穿越微观世界，揭示光子、纠缠态等量子力学核心概念在通信领域的神奇力量。 第一部分：量子通信的理论基石 量子力学基础回顾： 本章将简要回顾与量子通信密切相关的量子力学基本原理，包括量子叠加态、量子纠缠、量子测量等概念。我们将以直观易懂的方式解释这些抽象的理论，为后续内容的理解打下坚实基础。 信息论与量子信息： 探讨经典信息论与量子信息论的异同，引入量子比特（qubit）的概念，以及量子信息的基本度量单位——qubit。我们将阐述量子信息处理的独特优势，为理解量子通信的安全性奠定理论依据。 量子密钥分发（QKD）原理： QKD是量子通信的核心应用之一。本章将详细介绍几种主流的QKD协议，例如BB84协议、E91协议等。我们将深入剖析这些协议的工作机制，解释其如何利用量子力学原理保证信息传输的绝对安全性，并探讨窃听行为在量子层面是如何被察觉的。 量子纠缠在通信中的作用： 纠缠态是量子通信中一种独特的资源。本章将阐述如何利用量子纠缠态实现更高级的通信功能，例如量子隐形传态（quantum teleportation），这是一种利用纠缠态传输量子态信息的方法，而非直接传输粒子本身。 第二部分：关键技术与实现方案 单光子源技术： 高质量的单光子源是实现量子通信的关键。本章将介绍目前主流的单光子源技术，包括量子点、NV色心、以及参量下转换等，并分析它们的优缺点，以及在实际应用中的挑战。 单光子探测技术： 精准高效的单光子探测器同样至关重要。我们将探讨雪崩光电二极管（APD）、超导纳米线单光子探测器（SNSPD）等先进探测器的原理、性能指标及应用。 量子信道的设计与优化： 如何将量子信号有效地传输到远距离是量子通信面临的一大难题。本章将讨论自由空间量子通信和光纤量子通信的信道特点，包括光纤损耗、大气湍流等影响因素，并介绍相应的优化技术。 量子中继器的原理与挑战： 为了实现远距离的量子通信，量子中继器被视为关键技术。本章将介绍量子中继器的基本工作原理，以及实现量子中继器所面临的技术难题，例如量子存储、纠缠交换等。 量子网络架构： 随着量子通信技术的不断发展，构建覆盖范围更广的量子网络成为必然趋势。本章将探讨不同类型的量子网络架构，包括点对点、星型、以及更复杂的分布式网络，并讨论其在安全性、可扩展性等方面的考量。 第三部分：量子通信的应用前景与发展趋势 绝对安全的通信网络： 量子通信最直接的应用便是构建无法被窃听和破解的通信网络，为国防、金融、政务等领域提供最高级别的安全保障。 分布式量子计算： 将多个量子计算机连接起来，可以实现更强大的计算能力。量子通信技术将是构建分布式量子计算网络的基础。 高精度时间同步： 利用量子纠缠的特性，可以实现超高精度的时钟同步，这对科学研究和技术应用具有重要意义。 量子互联网的愿景： 展望未来，量子通信将可能构建起一个全新的“量子互联网”，它将带来超越当前互联网的通信能力和应用场景。 当前研究热点与未来挑战： 本章将梳理当前量子通信领域的研究热点，如量子安全直接通信、后量子密码学与量子通信的结合等，并分析未来发展中可能遇到的挑战和机遇。 本书适合对量子通信感兴趣的科研人员、工程师、研究生以及相关领域的从业者阅读。我们力求以严谨而不失趣味性的方式，引导读者深入理解量子通信的奥秘，并展望其改变未来的巨大潜力。

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我对光机结构集成方面的内容抱有很高的期待，毕竟再好的光学设计也需要一个稳定、可靠的机械平台来实现。我希望看到关于如何设计防热形变的光学装配结构、如何处理不同材料（玻璃、金属、复合材料）之间的热膨胀系数不匹配问题，以及如何进行应力分析以避免光学元件在装夹过程中产生双折射。然而，翻遍全书，关于机械结构与光学系统的耦合分析部分几乎是空白。书中的插图大多是理想化的透镜模型，很少出现复杂的机械支架、对准机构或真空腔体设计。这让我不禁怀疑，这本书的编写者是否主要关注的是理论光学，而将“工程”二字中的“机械”部分彻底搁置了。对于一个跨学科的“光学工程”读物来说，这种对光机集成挑战的忽视是致命的缺陷。我不得不去寻找其他关于精密仪器的机械设计书籍来弥补这块知识的缺失，这本《光学工程基础》显然没有提供这方面的入门指引。

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我是在寻找关于先进光学成像系统设计方面的深入见解时翻开这本《光学工程基础》的。我着重关注了关于非球面镜设计、像差校正策略，以及如何利用现代优化算法来迭代镜片结构的内容。然而，书中的内容在这方面显得尤为单薄。它似乎将“光学工程”这个广阔的领域压缩成了一个非常古典的范畴。我花了大量时间去寻找有关衍射光学元件（DOE）的设计步骤，或者关于微纳光学结构（如超表面 Metasurface）的建模方法，但这些在书中几乎找不到踪影，最多只是在一句脚注中被轻轻提及。这让我感到非常失望，因为在当前的工业界，特别是消费电子和精密测量领域，这些技术已经成为了主流。这本书给我的感觉是，它似乎定格在了上世纪八九十年代的光学设计思想中，对于计算光学和人工智能辅助设计（AI-driven optical design）的最新进展完全没有触及。如果想了解如何利用商业软件（如Zemax或Code V）进行复杂系统的全局优化，这本书几乎无法提供任何有价值的指导，它更像是停留在计算光线追迹的层面，而没有深入到现代光学系统优化迭代的核心。

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作为一名光学检测设备开发人员，我最关心的部分是关于光学测量和误差量化。我本以为这本书会详细介绍如何利用干涉仪进行高精度面形检测，或者探讨如何处理测量系统中的随机误差和系统误差。但实际阅读体验告诉我，它在这一块的阐述非常表面化。例如，当谈到MTF（调制传递函数）时，书中只是给出了数学定义，却几乎没有提及如何区分“系统固有MTF”和“由于测试夹具或环境引起的MTF降级”。在实际的质量控制环节，区分这两者至关重要，因为它直接影响到我们对设计参数的修正方向。此外，关于三维光学测量（如结构光、激光扫描）的原理介绍也过于简略，缺乏对不同测量方法在面对不同材质（高反光、漫反射、透明体）时的适用性和局限性的对比分析。这本书在描述“如何看”光学系统性能时还算清晰，但在告诉我们“如何精确测量并量化误差”方面，提供的工具箱显得过于简陋，更多停留在理论层面的描述，而非可操作的工程流程。

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这本关于“光学工程基础”的书籍，坦率地说，对我这个初次接触该领域的人来说，更像是一次充满挑战的探险。我原本期望能找到一些关于光通信系统优化、激光加工技术的前沿应用，或者至少是对现代光学仪器设计流程的系统梳理。然而，读完前几章后，我发现它似乎将大部分篇幅都倾注在了那些极其基础的几何光学原理和薄膜干涉的数学推导上。当然，基础固然重要，但书中对这些基础概念的展开，往往是教科书式的、干燥的，缺乏与实际工程问题的关联性。比如，当讲到斯涅尔定律时，书中只是罗列了公式和一些简单的例子，却很少提及在实际制造精密光学元件时，如何处理因材料非均匀性或温度变化带来的折射率微小漂移问题。我更希望看到一些关于公差分析（Tolerance Analysis）的深入探讨，那是工程实践中决定产品能否量产的关键。这本书的深度似乎停留在“理解原理”的阶段，而“应用原理”的桥梁却搭建得不够坚固。如果读者是物理系的学生，这或许是一本合格的入门读物，但对于渴望快速掌握工程实践技能的工程师来说，它提供的“干货”略显不足，更像是一本理论复习手册，而非解决实际问题的工具箱。整体感觉上，它更像是为准备资格考试而编写的参考书，而不是一本引领行业技术发展的参考指南。

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这本书的语言风格和排版方式也让我感到有些疏离。它的叙事节奏非常缓慢，每引入一个新的概念，都需要花费大量的篇幅去铺垫背景知识，对于有一定背景的读者来说，阅读效率极低。更要命的是，书中大量的公式推导虽然完整，但缺乏清晰的逻辑连接和步骤注释，使得初学者很容易在复杂的希腊字母和积分符号中迷失方向。我尝试着去寻找一些实际的案例研究，比如某个经典望远镜的设计演化，或者某个工业相机模组的迭代过程，来理解理论是如何在实践中被应用的，但这类内容凤毛麟角。这本书更像是一部学术专著的精简版，它专注于构建一个自洽的理论框架，但却忘记了工程书籍的首要任务——连接理论与实践。如果能增加一些真实世界的光学系统（如AR/VR头戴显示器或生物医学成像设备）的剖析，并解释其设计中的权衡取舍，这本书的价值将会大大提升，但目前的版本，它更像是一部沉睡在书架上的理论基石，而不是指引我们前行的灯塔。

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内容太少了（看过目录）

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了解了一些基本的概念

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