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isbn号码:9787811146677

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• 机械加工

好的，这是一本名为《现代光学与成像技术前沿》的图书简介： 《现代光学与成像技术前沿》 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代光学领域及其在成像技术中的最新发展与应用。面对当前科技飞速进步的背景，特别是信息获取与处理技术对高精度、高分辨率光学系统的迫切需求，本书聚焦于支撑这些前沿应用的基础理论、关键器件以及系统集成的新范式。内容覆盖了从基础的电磁波光学理论到尖端的超材料、量子光学，再到高性能成像系统的设计与制造的全链条技术。 第一部分：基础理论的深化与拓展 本部分首先回顾了经典光学理论的精髓，着重于波动光学、几何光学在复杂介质中传播特性的现代解析方法。在此基础上，深入剖析了衍射光学的最新进展。详细介绍了基于傅里叶变换的衍射元件设计，特别是自由形表面（Freeform Surface）光学的设计哲学与实现难度。与传统的球面、非球面系统相比，自由形光学因其极高的设计自由度，已成为下一代紧凑型、高性能光学系统（如移动设备摄像头、车载激光雷达）的关键技术。本书不仅涵盖了优化算法，如点结构函数法和随机优化方法，还探讨了光场调控的物理机制，包括空间光调制器（SLM）在高阶波前整形中的应用。 接着，我们进入了超越经典衍射极限的探索——亚波长光学与超材料。超材料（Metamaterials）的出现彻底颠覆了传统材料的电磁响应概念。本书细致讲解了负折射率材料、超表面（Metasurfaces）的结构设计原理，如基于等效电磁参数的调控，以及如何利用它们实现超分辨成像、广角成像和光偏转等功能。重点讨论了如何在可见光波段实现对光束的精确操控，这对光通信和微纳加工具有革命性意义。 第二部分：先进成像系统与传感技术 本部分是本书的核心，关注如何将理论转化为实际的高性能成像系统。我们首先探讨了高动态范围（HDR）成像技术。传统的CMOS/CCD传感器在光照变化剧烈的场景下存在固有局限。本书系统梳理了基于局部曝光控制、多帧合成以及新兴的事件驱动视觉传感器（Event-Based Vision Sensor, DVS）的工作原理。DVS以其极高的时域分辨率和对亮度变化的敏感性，正在快速成为自动驾驶和机器人视觉的首选技术。 随后，本书深入研究了三维成像技术。除了传统的激光雷达（LiDAR）和结构光方法外，重点介绍了基于计算摄影的深度信息提取。特别是计算全景成像（Computational Panoramic Imaging），它利用软件算法补偿了传统鱼眼镜头带来的几何畸变和分辨率损失。在高速场景下，飞行时间（Time-of-Flight, ToF）成像的误差抑制与环境光抑制技术被详尽阐述。 对于对成像质量要求极为苛刻的应用，如生物医学和高精度工业检测，本书详细解析了相差成像（Phase Contrast Imaging）和计算全息术（Computational Holography）。我们展示了如何通过记录强度信息，结合迭代算法（如Gerchberg–Saxton算法）重建出物体的完整复振幅信息，实现对透明或微结构物体的无损、高精度三维可视化。 第三部分：光学系统设计与制造的工程化 光学系统能否实用化，最终取决于其设计精度和制造能力。本部分侧重于工程实践。在系统优化设计方面，本书超越了简单的光学传递函数（OTF）分析，引入了非序列光线追迹在复杂系统（如折反射系统、集成光路）中的应用，并结合了热应力、机械振动对系统性能的影响分析。 制造工艺的进步是光学技术发展的基石。本书详细介绍了精密光学元件的制造，包括现代研磨抛光技术（如非球面自由曲面加工）以及薄膜沉积技术在增透膜、滤波片和布拉格光栅制造中的精密控制。特别值得一提的是，增材制造（3D打印）在光学制造中的潜力与局限性被深入探讨，包括光子晶体结构的直接构建。 最后，本书聚焦于光学系统的集成与封装。随着光学系统向小型化、阵列化发展，光机电一体化成为必然趋势。我们讨论了光纤阵列、微透镜阵列与传感器芯片的精确对准技术，以及如何设计具有高稳定性和低热膨胀系数的封装结构，确保系统在严苛工作环境下性能的长期一致性。 本书特色 1. 理论与前沿紧密结合： 既有对基础物理原理的深入剖析，又紧密跟踪如超材料、量子成像等最新研究热点。 2. 工程实践指导性强： 提供了大量的系统设计实例、优化流程和制造工艺的实际考量，适合工程技术人员参考。 3. 覆盖面广： 涵盖了从基础光学到高级成像、传感、制造的全流程技术链条。 本书适合高等院校光学工程、电子信息、精密仪器等专业的本科高年级学生、研究生，以及从事光学系统研发、精密仪器设计、光电信息获取与处理的工程师和科研人员参考阅读。

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这本书带给我的最大震撼，在于其对“可持续制造”和“数字化集成”前沿技术的关注。它并没有停留在对传统机床的讲解上，而是花了相当大的篇幅介绍了工业物联网（IIoT）在车间环境下的应用潜力。关于远程诊断和预测性维护模型的构建，书中的介绍既具有前瞻性，又贴合当前的工程实践能力。我看到了如何利用传感器数据对机床进行健康评估的初步框架，这对于我们未来工厂的升级改造至关重要。它不仅仅是一本关于如何“制造”工具的书，更是一本关于如何“管理”和“优化”未来制造流程的蓝图。这种跨学科的视野，让这本书的价值远远超越了传统的机械实训手册，它成功地搭建了传统工艺与未来智能制造之间的桥梁，非常具有时代意义。

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我得说，这本书的语言风格带着一种独特的、近乎偏执的严谨性，读起来感觉就像在聆听一位大学教授对学术规范的虔诚阐述。它在探讨材料选择与性能匹配时，大量引用了最新的国际标准和国内行业规范，每一个术语的定义都经过了反复的考证和校准，几乎找不到任何可以含糊带过的模糊地带。这种写作态度，对于追求绝对准确性的工程师来说，简直是福音。我尤其欣赏它在“表面处理与涂层技术”那一章节中，对于不同镀层结合强度的定量分析部分。作者没有满足于定性的描述，而是列举了大量的实验数据和拟合曲线，这让我的毕业设计有了一个坚实的理论支撑点。这本书的学术深度，远远超出了我预期的“实训”范畴，它更像是一本面向研究生的工具书，任何试图在机械设计领域深挖的用户，都会发现其中蕴含的巨大价值。

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说实话，当我第一次拿到这本书时，我有点担心它会过于侧重理论而脱离实际的“手感”。然而，这本书在“装配工艺”部分的叙述，彻底打消了我的顾虑。作者似乎深谙“纸上谈兵”的弊端，用非常生动的笔触描述了扭矩扳手的使用技巧、塞尺的微调感应，甚至还探讨了不同环境湿度对精密轴承预紧力的细微影响。那些关于公差配合的讨论，不再是冰冷的数字表格，而是结合了实际生产中“过盈配合拧不紧怎么办”、“间隙配合太松如何补救”的具体案例。我根据书中的建议，调整了我们车间里一个经常出故障的传动箱的装配流程，结果返修率直线下降了百分之四十以上。这简直就是一本“经验黑盒子”的公开说明书，它弥补了课堂教学中缺失的、那种需要多年摸爬滚打才能积累的“匠人智慧”。

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这本书的章节组织结构堪称教科书级别的典范，逻辑链条异常清晰，让人在学习过程中几乎不会迷失方向。它以一种非常线性的方式展开，从基础的金属切削原理开始，稳步过渡到复杂的自动化生产线布局，每一步都像是精心铺设好的轨道。我尤其喜欢它在每章末尾设置的“反思与拓展”部分，这些问题往往不是简单的选择题或填空题，而是要求读者进行系统性的故障排除和方案优化设计。例如，在讲解热处理工艺时，它没有直接给出最佳参数，而是要求读者根据不同钢材的碳含量和预期硬度，反推最佳的淬火油温和冷却速率。这种引导式的学习，极大地锻炼了我的批判性思维和解决问题的能力，让我从一个被动接受知识的学习者，转变为一个主动探索技术的实践者。

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这本书的插图实在是一场视觉盛宴，每一个机械零件的剖视图都像是艺术品一样精细入微。我记得翻到关于数控机床操作的那一章时，那些复杂的坐标系和G代码指令，原本在我脑海里一直是模糊不清的概念，但通过书中那些高清、色彩分明的流程图和实景照片，瞬间就变得清晰起来。特别是作者在讲解刀具补偿和误差修正时，那种层层递进的逻辑推导，简直让人拍案叫绝。我以前在车间里遇到过类似的疑难杂症，总是束手无策，现在对照书里的步骤，才恍然大悟，原来问题出在进给速度的微小调整上。这本书不仅仅是理论的堆砌，它更像是一个经验丰富的老技师，手把手地教你如何“看”懂机器的“脾气”，如何用最少的试错成本达到最高的加工精度。即便是对那些只接触过基础金属加工的新手来说，也能凭借这些详实的图文引导，快速建立起对现代精密制造的直观感受，完全摆脱了以往教材那种枯燥乏味的刻板印象。

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