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出版者:McGraw-Hill Professional

作者:Warren J. Smith

出品人:

页数:764

译者:

出版时间:2007-12-04

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780071476874

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 光学设计
• 光学工程
• 现代光学
• 光学设计
• 光电技术
• 光学仪器
• 激光
• 成像系统
• 光纤
• 衍射
• 偏振

好的，这是一份关于一本名为《现代光学工程》的图书的详细内容简介，但该简介不包含《现代光学工程》这本书本身的内容。 --- 图书名称：《现代光学工程》 图书简介 本书是一部全面深入探讨光学工程领域核心理论、前沿技术和实际应用的权威著作。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的光学原理到尖端的光学系统设计、制造与测试的各个环节，旨在为读者提供一个系统而实用的知识框架。 第一部分：基础理论与光学元件 本部分系统回顾了经典光学和物理光学的基础知识，为理解更复杂的工程应用奠定了坚实的基础。 第一章：光学基础与电磁波理论 本章首先介绍了光的基本性质，包括光的传播特性、波粒二象性。随后，深入探讨了电磁波理论在光学中的应用，详细阐述了麦克斯韦方程组在光学介质中的求解方法，以及光的偏振态描述。重点分析了光的相干性、衍射和干涉现象，并引入了傅里叶光学的基础概念，为后续的光学系统分析做准备。 第二章：几何光学与成像原理 本章侧重于几何光学在宏观尺度上的应用。详细解析了光线追迹法、斯涅尔定律及其在各种光学界面上的应用。对透镜、反射镜、棱镜等基本光学元件的成像特性进行了详尽的数学描述，包括焦距、放大率、像差的初步概念。本章还系统梳理了反射式和折射式系统的基本设计原则。 第三章：光学材料与镀膜技术 光学系统的性能在很大程度上取决于所使用的材料。本章详细介绍了各种光学材料的特性，包括玻璃、晶体、聚合物和特种光学材料（如氟化物玻璃）。对材料的折射率、色散、透过率和耐受性进行了深入的比较分析。此外，本章还全面覆盖了光学镀膜技术，从单层减反射膜到复杂的多层增反膜和带通滤波器，讲解了蒸镀、溅射等主流工艺及其对光谱性能的影响。 第四章：光学系统设计与像差理论 本章是全书的核心之一，系统阐述了现代光学系统设计的流程和方法。详细讨论了常见的几何像差（如球差、彗差、像散、场曲、色差）的形成机理、量化描述（如希尔德伯格像差系数）和校正方法。引入了调制传递函数（MTF）作为评价光学系统性能的关键指标，并讲解了如何利用MTF指导系统优化。本章还涵盖了变焦系统、离轴系统和自由曲面光学元件的设计考虑。 第二部分：先进光学技术与系统 本部分聚焦于现代光学工程中应用最广泛、技术难度最高的领域，涵盖了激光、光纤、衍射光学和光电成像技术。 第五章：激光与非线性光学 本章深入探讨了激光的产生、特性和应用。讲解了激光谐振腔的稳定性分析、光束质量（如M²因子）的度量。非线性光学部分介绍了高次谐波产生、参量放大等现象及其在精密测量和光通信中的应用潜力。本章还讨论了超快激光技术在材料加工和生物医学成像中的最新进展。 第六章：光纤光学与通信 本章详细介绍了光纤的结构、光传输原理和损耗机制。重点分析了单模光纤和多模光纤的特性，包括模式场直径、数值孔径。对光纤通信系统的基本构成、色散管理（如色散补偿技术）和非线性效应（如受激拉曼散射）进行了深入的探讨，并展望了光子集成电路在下一代通信中的作用。 第七章：衍射光学与微纳光学 本章关注利用光的波动特性进行光束控制的新兴领域。详细解释了傅里叶衍射、菲涅耳衍射的理论基础。系统介绍了全息波前整形、衍射光栅的设计与制造，以及微透镜阵列在光束整形和耦合中的应用。此外，对超表面（Metasurfaces）的原理和设计方法进行了前瞻性的介绍，强调了其在突破传统光学限制方面的潜力。 第八章：光学检测与计量 光学系统的制造质量依赖于精确的检测手段。本章详细介绍了现代光学测量技术，包括干涉测量法（如傅里叶变换干涉仪）在波前误差检测中的应用。对光学元件的面形检测（如Zernike多项式分析）和表面粗糙度测量技术（如原子力显微镜）进行了详细论述。同时，本章还涵盖了点 Spread Function (PSF) 和 MTF 的实验测量方法。 第三部分：光学系统集成与应用 本部分将理论与实践相结合，探讨了复杂光学系统的集成、制造工艺及其在关键工程领域中的实际应用案例。 第九章：光学制造工艺与公差分析 本章覆盖了精密光学元件的制造过程。从传统研磨抛光技术到先进的非球面加工（如数控磨抛、离子束抛光），系统地介绍了各种加工方法的原理、精度和适用性。重点讲解了公差分析在确保系统可制造性和可靠性方面的重要性，包括设计公差和制造公差的传递与优化。 第十章：光机集成与热力学控制 光学系统往往需要与机械结构紧密集成，并应对复杂环境下的热稳定性挑战。本章探讨了光机结构设计中的关键考量，如刚度、对准精度和减振设计。详细分析了热变形对光学系统性能的影响，并介绍了主动和被动热控技术，以维持系统的长期工作稳定性。 第十一章：前沿应用案例分析 本章通过几个典型的现代光学工程案例，展示了本书所介绍技术的综合运用。案例包括：高分辨率遥感成像系统设计、深空探测光学组件的选型与装调、以及精密自由曲面在AR/VR头戴显示设备中的集成应用。这些案例强调了跨学科知识（光学、机械、电子）在解决复杂工程问题中的协同作用。 结语 本书的编写旨在成为一本涵盖基础理论、面向工程实践的参考手册。它不仅为光学工程师和研究人员提供了深入的技术细节，也为相关专业的学生构建了完整的知识体系。 ---

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这本书的阅读体验，对于我这样一个习惯于快速获取信息的人来说，是一种挑战，也是一种享受。它要求你慢下来，去品味每一个逻辑的推导和每一个概念的引入。作者在行文风格上保持了一种古典的严谨性，句式结构清晰，用词精准，没有太多花哨的修饰，完全服务于知识的准确传递。这一点在处理光学系统中的“传递函数”和“调制传递函数（MTF）”的介绍时尤为明显，作者一丝不苟地界定了各种函数的数学定义域和适用条件，确保读者不会混淆。每章末尾设置的“思考题”也颇具深度，它们往往不是简单的数值计算，而是引导读者去思考不同设计选择背后的权衡利弊。如果说有什么地方可以改进，那就是书籍的配图质量可以进一步提升。虽然内容很强，但某些复杂的光线追迹图或物理结构图，其分辨率和对比度稍显不足，这在涉及精细结构分析时，偶尔会造成阅读上的轻微障碍。总而言之，这是一部值得收藏、需要反复研读的经典之作，适合希望建立起扎实、全面光学工程知识体系的读者。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，封面设计简洁又不失专业感，拿到手就能感受到它厚重的内容。内页的纸张质感也相当不错，印刷清晰，图表线条分明，这对于需要反复查阅的专业书籍来说至关重要。我特别喜欢作者在讲解复杂光学原理时采用的视觉化方式，很多概念通过精心绘制的示意图得到了极佳的阐释，这大大降低了初学者理解的门槛。比如，对于衍射极限和阿贝数这些看似抽象的概念，作者通过一系列生动的例子和图示，将它们与实际应用场景紧密联系起来，让人很容易就能抓住核心要义。书中的章节组织逻辑性极强，从基础的光学定律出发，逐步深入到现代光学工程的核心技术，结构安排得井井有条，非常适合作为系统学习的教材。不过，如果能增加一些行业前沿案例的深度分析，或许会更加完美，毕竟工程学的发展日新月异，与最新的技术动态结合，能让读者感受到更强的时代气息。整体来看，这是一本兼顾理论深度与实践指导的优秀著作，对提升专业素养有显著帮助。

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我以一个资深工程师的角度来看待这本《Modern Optical Engineering》，这本书的价值主要体现在其对工程实践的深刻洞察力上。作者显然不是只停留在教科书的层面，而是深谙工业界的设计流程和规范。书中有不少关于公差分析和可制造性评审的章节，这在理论书籍中是比较少见的，但却是实际工程中决定项目成败的关键环节。作者强调了“设计冗余”和“稳健性”的重要性，告诫读者不要过度追求理论上的完美极限，而应关注实际加工和装调过程中的误差累积。这种务实的态度让人倍感亲切。特别是关于光学系统装配的章节，作者详细列举了不同装配方法可能带来的系统误差源，并给出了相应的误差预算方法，这对于我们进行实际的光学系统集成非常有指导意义。然而，我个人更期望书中能看到更多关于现代光学计量学（Metrology）的最新进展，比如零误差干涉仪的应用，或者基于人工智能的自动光学检测系统的构建框架，这方面的内容如果能与现有设计流程更紧密地结合，无疑会提升本书的现代工程前沿地位。

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说实话，我拿到这本书时，内心是有些忐忑的，因为光学工程这个领域涉及的数学和物理知识非常扎实，很多同类书籍动辄就是密集的公式推导，让人望而生畏。然而，这本书的叙事风格却出乎我的意料，它更像是一位经验丰富的老教授在耐心地引导你走进这个迷宫。作者在处理数学部分时，不是简单地罗列公式，而是巧妙地穿插了大量的背景介绍和物理意义的解读，让你明白“为什么需要这个公式”，而不是仅仅记住“这个公式是什么”。特别是关于非球面设计和像差校正那一章，作者处理得极其精妙，他没有直接抛出复杂的优化算法，而是先用直观的几何光学工具帮你建立起对像差来源的直观认识，然后再逐步引入更高级的理论工具。这种循序渐进的教学方法，极大地增强了阅读的连贯性和愉悦感。唯一的遗憾是，对于一些前沿的计算光学方法，例如深度学习在光学设计中的应用，内容稍显保守，对于追求创新和尖端技术的读者来说，可能需要另觅他径来补充这部分知识。但作为一本坚实的基础读物，它无疑是上乘之作。

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这本书的广博程度令人印象深刻，它似乎试图囊括现代光学工程领域的方方面面，从传统的几何光学、物理光学基础，到现代的激光技术、光纤通信、乃至一些微纳光学器件的制造原理，都有所涉猎。这种“大而全”的特点，让它在工具书的定位上表现出色，遇到工程中的具体问题时，总能在其中找到相关的理论支撑或设计思路的启发。我尤其欣赏作者在介绍特定设备或技术时，会附带给出关键的设计参数范围和典型的性能指标，这对于工程人员快速评估设计可行性非常有价值。例如，在讨论衍射光栅的效率和刻线密度关系时，书中的表格数据清晰明了，可以直接用于初步的方案选型。不过，也正因为内容覆盖面广，某些深入的子领域，比如高功率激光系统的热效应分析，或者复杂成像系统的实时标定流程，其阐述深度略显不足，更像是点到为止的介绍，而非深入的专业指导。如果作者能为这些特定领域增设更详尽的案例分析或实验指导，这本书的实用价值将更上一层楼。

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