Applied Digital Optics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kress, B.

出品人:

页数:638

译者:

出版时间:2009-12

价格:1178.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780470022634

丛书系列:

图书标签:

光学
数字光学
应用光学
光线追踪
渲染
计算机图形学
图像处理
物理光学
光传播
光学设计

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Miniaturization and mass replications have begun to lead the optical industry in the transition from traditional analog to novel digital optics. As digital optics enter the realm of mainstream technology through the worldwide sale of consumer electronic devices, this timely book aims to present the topic of digital optics in a unified way. Ranging from micro-optics to nanophotonics, and design to fabrication through to integration in final products, it reviews the various physical implementations of digital optics in either micro-refractives, waveguide (planar lightwave chips), diffractive and hybrid optics or sub-wavelength structures (resonant gratings, surface plasmons, photonic crystals and metamaterials). Finally, it presents a comprehensive list of industrial and commercial applications that are taking advantage of the unique properties of digital optics. Applied Digital Optics is aimed primarily at optical engineers and product development and technical marketing managers; it is also of interest to graduate-level photonics students and micro-optic foundries. Helps optical engineers review and choose the appropriate software tools to design, model and generate fabrication files. Gives product managers access to an exhaustive list of applications available in today’s market for integrating such digital optics, as well as where the next potential application of digital optics might be. Provides a broad view for technical marketing managers in all aspects of digital optics, and how such optics can be classified. Explains the numerical implementation of optical design and modelling techniques. Enables micro-optics foundries to integrate the latest fabrication and replication techniques, and accordingly fine tune their own fabrication processes.

现代光学系统设计与应用（一本专注于前沿光学技术实现与工程实践的著作） --- 本书概览：《现代光学系统设计与应用》是一本深入探讨当代光学工程领域核心理论、先进技术和实际工程应用的权威性专著。本书旨在为光学工程师、科研人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面且实用的知识框架，以应对当前光电子、成像、传感和通信领域对高性能光学系统的迫切需求。全书聚焦于如何将基础光学原理转化为可量产、高稳定性的工程解决方案，强调从系统级概念设计到元件级优化实施的全过程。核心内容结构：本书共分为六大部分，涵盖了从理论基础到尖端技术应用的完整链条：第一部分：光学系统设计基础与规格定义（Foundations and Specification）本部分奠定现代光学系统设计所需的基础数学和物理模型。光线传输与矩阵光学回顾：详细阐述了近轴光线追迹（Ray Tracing）的精确应用，包括共轭关系、放大率、场曲的分析，以及应用光线传输矩阵在复杂多镜系统中的快速计算方法。衍射光学基础与波前描述：引入物理光学概念，重点讲解夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射在描述光束传播中的应用。深入讨论了波前畸变（Wavefront Aberrations）的量化，包括Zernike多项式在描述和校正像差中的作用。系统性能指标与公差分析：阐述了光学系统性能的关键量化指标，如调制传递函数（MTF）、点扩散函数（PSF）、杂散光系数（Stray Light Factor）和信噪比（SNR）。详细介绍了公差分析（Tolerance Analysis）的方法论，包括蒙特卡洛模拟在确定元件制造和装配误差敏感性方面的应用。第二部分：成像系统设计与优化（Imaging System Design and Optimization）此部分深入研究了各类成像系统的设计原则，是本书的工程核心。几何像差的校正策略：系统性地分析了五大几何像差（球差、彗差、像散、场曲、畸变）的物理根源，并详细展示了如何通过调整曲率、间距和镜片材料来平衡和消除这些像差。重点介绍了复曲面透镜（Complex-Curvature Lenses）在微型化和宽视场设计中的应用。显微与望远系统设计：针对高倍率显微系统（如半导体检测设备）和远距离观测系统（如地基望远镜），提供了特定的设计流程、物方和像方数值孔径的确定准则，以及校正色差（Chromatic Aberration）的先进方法，如阿克罗玛特（Achromat）和半消色差（Super-Achromatic）组合。无反射镜系统（Reflector Systems）：深入探讨了卡塞格林（Cassegrain）、施密特-蔡斯（Schmidt-Cassegrain）等折反射系统的结构优势，以及如何利用三级校正镜（Tertiary Mirror）来消除离轴像差，特别适用于大口径、长焦距应用。第三部分：先进光学元件与制造技术（Advanced Components and Manufacturing）本章侧重于现代光学系统实现所依赖的关键元件技术。衍射光学元件（DOE）设计与实现：详细介绍了一维和二维相位型DOE的设计原理，包括迭代傅里叶变换算法（IFTA）和基于梯度下降的优化方法。讨论了DOE在光束整形（Beam Shaping）、色彩分离和集成化光路中的应用。非球面透镜（Aspheric Lenses）：阐述了非球面元件的数学描述，包括如何利用二次曲面或更高阶的表面的优势来一次性消除多种像差。讨论了模压玻璃（Glass Molding）、金刚石旋切（Diamond Turning）等制造工艺对非球面表面质量（RMS Roughness）的要求和控制。微纳光学与超表面（Metasurfaces）：探讨了基于亚波长结构实现光学功能的原理。重点介绍极化敏感元件、超薄单元透镜阵列（Meta-lenses）的设计规则，以及它们在集成光子电路中的潜力。第四部分：光束传播与激光系统集成（Beam Propagation and Laser Integration）本部分关注高能光束和相干光的处理与传输。高斯光束理论与传播：详尽分析了基模和高阶模高斯光束的横截面分布、瑞利长度和束腰尺寸。讨论了激光器输出耦合的光束整形技术，如使用Lissot-Bernoulli光学系统进行有效光束扩展。激光系统中的非线性效应：涉及高功率激光传输中关键的工程问题，如热透镜效应（Thermal Lensing）对光束质量的影响、自聚焦现象（Self-Focusing）在介质中的临界功率，以及如何通过流体力学冷却和选择低吸收率材料来缓解这些问题。自适应光学（Adaptive Optics, AO）：详细阐述了实时补偿大气扰动或系统自身畸变的技术。包括波前传感器（Shack-Hartmann, Pyramid Sensor）的工作原理，变形镜（Deformable Mirrors）的驱动机制，以及控制回路的建立和稳定性分析。第五部分：现代传感与探测系统（Modern Sensing and Detection Systems）本部分将光学理论应用于新兴的传感和测量技术。主动遥感与激光雷达（LiDAR）：探讨了飞行时间（Time-of-Flight, ToF）LiDAR系统的关键参数（脉冲展宽、扫描模式、探测器灵敏度）。分析了在复杂环境（如雨雾）下，如何通过调制技术（如FMCW LiDAR）提高信噪比和距离分辨率。光谱成像与滤光技术：介绍了傅里叶变换光谱仪（FTS）、AOTF（声光可调谐滤波器）以及干涉滤光片的设计原理。讨论了如何通过设计特定带宽和截止斜率的光学滤波器组来实现多光谱或高分辨率光谱识别。机器视觉与三维测量：涵盖了结构光和双目立体视觉系统中的光路设计。重点分析了投影仪/相机的几何标定（Calibration）过程，以及如何通过优化投射图案和光学畸变校正来提高重建点的精度。第六部分：光学系统装配与质量控制（Assembly and Quality Assurance）确保设计性能在实际产品中得以体现的工程实践。光学装配中的应力控制：讨论了光学元件与机械结构之间的热膨胀失配问题。分析了胶合、卡圈预紧力对元件内部应力的影响，以及如何通过有限元分析（FEA）预估装配导致的波前变化。对准与调整技术（Alignment）：详述了从粗对感到精细调整的系统级对准流程。重点介绍了使用干涉仪（Interferometer）进行离线检验，以及在系统集成后进行在位（In-situ）对准的方法，如利用Shack-Hartmann传感器进行实时反馈调整。环境可靠性测试：涵盖了光学元件和组件必须通过的机械振动、冲击、高低温循环以及湿度测试标准，并说明了光学性能（如MTF）在这些环境应力下的监测标准。本书特点：工程导向：每一章节都包含丰富的工程案例和实际的设计流程图，避免了纯理论推导的空泛。跨学科整合：紧密结合光学、机械结构、电子控制和软件算法（如Zernike优化算法的实现思路）。聚焦前沿：引入了如超表面、AI辅助设计等最新研究热点在工程实践中的可行性分析。本书为读者提供了一套从概念到交付的系统性方法论，是理解和构建下一代高性能光学设备的必备参考书。