Introduction to Radiometry and Photometry (Optoelectronics library) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Artech House

作者:William Ross McCluney

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:1994-12-01

价格:USD 166.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780890066782

丛书系列:

图书标签:

• Radiometry
• Photometry
• Optoelectronics
• Optical Measurement
• Light
• Radiation
• Illumination
• Optical Sensors
• Physics
• Engineering

现代光学工程与光电子学前沿探索 本书汇集了当代光科学与工程领域一系列具有里程碑意义的最新研究成果与创新应用，旨在为光电子技术、先进光学系统设计以及前沿物理研究提供一套系统、深入且具有前瞻性的理论框架与实践指导。全书内容紧密围绕非线性光学、超快激光技术、光子集成电路、先进传感系统以及量子光学的实际工程化这五大核心支柱展开，结构严谨，论述详实，力求在理论深度与工程实用性之间达成完美的平衡。 第一部分：先进光学系统的非线性动力学与调控 (Nonlinear Dynamics and Control of Advanced Optical Systems) 本部分深入剖析了强光与物质相互作用在现代光学系统中所展现出的复杂非线性现象及其在信息处理和能源转换中的关键作用。 第一章：超连续谱产生与光孤子动力学 本章详细阐述了在微结构光纤和空心光纤中，超短脉冲在皮秒和飞秒量级下的演化机制。重点讨论了自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）以及受激拉曼散射（SRS）等效应如何耦合，导致光谱的极端展宽，形成覆盖可见光到中红外波段的超连续谱（Supercontinuum Generation, SCG）。内容包括对色散管理（Dispersion Management）技术的深入分析，如零色散波长（ZDW）的精确控制，以及如何利用光孤子（Optical Solitons）的传输特性，实现高质量、高相干性的光脉冲整形和压缩。特别关注了孤子分裂、引力波孤子（Gravitational Wave Solitons）以及光孤子在二维介质中的稳定传输特性。 第二章：光伏效应与载流子动力学在宽禁带半导体中的应用 本章聚焦于氧化镓（Ga2O3）、氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料在强光照射下的光电响应机制。讨论了高能量光子激发下的载流子产生、弛豫、漂移和复合过程。详细分析了光致击穿（Photoconductive Gain）现象的物理模型，并将其应用于高灵敏度紫外光探测器的设计。内容涵盖了缺陷态（Defect States）对光电流瞬态响应的影响，以及如何通过表面钝化技术优化光电导开关（Photoconductive Switches）的开关速度和耐受功率极限。 第二部分：超快激光源与时域信号处理 (Ultrafast Laser Sources and Temporal Signal Processing) 本部分致力于超快激光技术的前沿进展，特别是如何利用锁模技术产生具有极高重复频率和低抖动（Jitter）的稳定脉冲序列，并将其应用于精密测量与先进制造。 第三章：全光纤锁模激光器的拓扑结构与稳定性 本章系统梳理了基于克尔透镜效应（Kerr-Lens Mode-Locking, KLM）、半导体可饱和吸收镜（SESAM）以及耗散孤子（Dissipative Solitons）等机制的全光纤锁模技术。重点剖析了环形腔、V型腔以及增益导向（Gain-Guiding）架构的优缺点。针对高功率和高能脉冲的产生需求，详细探讨了光纤拉伸与压缩（Stretching and Compression）的同步过程，以及如何通过优化泵浦光束质量和隔离器设计来抑制背景噪声和模式竞争。讨论了同步泵浦技术在多波长锁模中的应用。 第四章：时间分辨光谱学与光脉冲测量 本章介绍利用飞秒脉冲作为探针，实现对物质动态过程进行时间分辨研究的技术。详细介绍了频率耦合转换（Frequency-Resolved Optical Gating, FROG）和迁移率优化光谱测量（Transition Edge Sensor, TES）在脉冲相位和群速度色散（GVD）精确表征中的应用。讨论了时间分辨光致发光（TRPL）技术在半导体材料载流子寿命测量中的细节，以及如何利用时间关联单光子计数（TCSPC）技术分析复杂散射介质中的光传播特性。 第三部分：光子集成与片上光学系统 (Photonic Integration and On-Chip Optical Systems) 本部分深入探讨了将复杂光学功能集成到微米或纳米尺度芯片上的前沿技术，这是实现高密度、低功耗光电子系统的关键。 第五章：硅基光子学中的波导设计与耦合技术 本章全面解析了基于SOI（Silicon-On-Insulator）平台的光波导结构。内容涵盖了脊形波导（Ridge Waveguides）、埋藏波导（Buried Waveguides）以及边缘耦合器（Edge Couplers）的设计规范。详细分析了模式泄漏（Mode Leakage）、弯曲损耗（Bending Loss）以及非线性效应在微纳尺度波导中的增强。特别关注了如何利用光子晶体（Photonic Crystals）实现高Q值谐振腔的设计，以及二维材料（如石墨烯）在片上调制器中的集成应用。 第六章：光电探测器与调制器的高速化集成 本章聚焦于将高速光电转换器件直接集成到光子芯片上的工程挑战。详细介绍了PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）以及新型等离子体增强探测器（Plasmonic Enhanced Detectors）的结构优化，以提高其带宽和量子效率。在调制方面，深入探讨了载流子调制的马赫-曾德尔调制器（MZM）和基于自由载流子效应的环形谐振器调制器（RRM）的性能极限，以及如何通过电学-光子学协同设计来降低驱动电压和功耗。 第四部分：先进光学传感与成像技术 (Advanced Optical Sensing and Imaging Techniques) 本部分着重于光场调控在环境监测、生物医学成像和远程感知中的创新应用，强调了信息获取的精度与速度。 第七章：计算光学成像与光场重构 本章探讨了超越传统衍射极限的成像技术，核心是计算光学（Computational Optics）。详细介绍了计算全息术（Computational Holography）在三维物体表面形貌精确测量中的应用，以及基于深度学习的散斑相关成像（Speckle Correlation Imaging）提高信噪比的方法。重点阐述了压缩感知（Compressed Sensing）在快速获取低冗余度光学数据方面的理论基础与实际实现，例如在快速光学相干层析成像（OCT）中的应用。 第八章：分布式光纤传感与新型介质的响应机制 本章聚焦于利用光纤作为传感媒介，实现对温度、应变、压力及化学物质的远程、分布式监测。深入分析了布里渊散射（Brillouin Scattering）和拉曼散射（Raman Scattering）在光纤温度剖面测量中的定量关系。探讨了基于SPR（表面等离子体共振）原理的化学传感器阵列设计，以及如何利用新型掺杂光纤（如稀土离子掺杂光纤）来增强对特定波段光信号的响应灵敏度，并应用于恶劣环境下的健康监测。 第五部分：量子光学的工程实现与应用 (Engineering Quantum Optics and Applications) 本部分拓展至量子信息处理的前沿领域，关注如何利用宏观光场调控技术实现可扩展的量子光源和量子计算原型。 第九章：单光子源的制备与特性表征 本章系统研究了高质量单光子源的工程化挑战。详细比较了量子点（Quantum Dots）、色心（Color Centers in Diamond, NV/SiV）以及弱值透射（Weak Lasing/Superradiance）机制的优缺点。重点讨论了如何利用高数值孔径（NA）的物镜和光子晶体腔耦合，大幅提高量子点发光的光子出射率，并利用Hanbury Brown and Twiss (HBT) 实验对光子的二阶关联函数 $g^{(2)}( au)$ 进行精确测量，以验证单光子特性。 第十章：纠缠光子的产生与量子态的操纵 本章聚焦于利用自发参量下转换（SPDC）和自发四波混频（SFWM）产生高质量的纠缠光子对。内容涵盖了周期性极化铌酸锂（PPLN）波导在纠缠源设计中的关键作用，以及如何利用偏振、时间或轨道角动量（OAM）来编码量子比特。最后，对量子密钥分发（QKD）系统中的实际噪声来源和抗干扰技术进行了工程化分析，为可信赖的量子网络奠定了基础。 全书结构紧凑，内容兼顾了基础物理原理的精确推导与尖端工程技术的具体实现细节，是光电子工程、物理学、材料科学及信息技术交叉领域研究人员与工程师的必备参考书。

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这本书的出现，对于我这样的光学工程师来说，简直是雪中送炭。在日常工作中，我们经常需要处理各种与光相关的测量和设计任务，从光学系统的成像质量评估，到新型光源的设计与优化，再到显示技术的性能指标分析，辐射度学和光度学知识的掌握程度直接决定了工作的效率和成果的质量。我一直在寻找一本能够系统梳理这些知识的书籍，能够帮助我理解不同光信号的物理意义，以及如何将其转化为有用的工程参数。例如，在评估一个LED芯片的性能时，我们不仅要关注它的亮度，还需要了解它的光谱分布、辐射效率等更深层次的参数，而这些参数的测量和解读都离不开辐射度学和光度学的理论支持。我特别关注这本书是否能够讲解如何将抽象的物理量与实际可测量的数值联系起来，例如，如何从光谱数据计算出总辐射通量，或者如何根据光强分布计算出特定方向上的光照度。此外，对于许多光学设计软件，它们在模拟和分析光学系统时，也大量运用了辐射度学和光度学中的概念，如果我能够更深入地理解这些理论，我将能够更有效地利用这些工具，并更好地解读模拟结果。这本书的“Optoelectronics library”定位，也让我对它在实际工程应用方面的阐述充满了期待，我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能提供一些实用的方法论和案例分析，帮助我解决实际工作中遇到的难题。

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我在学习有关相机和图像传感器的工作原理时，经常会遇到一些专业术语，比如“曝光时间”、“光圈”、“ISO感光度”等等，这些参数看似与图像的“亮度”有关，但其背后的物理原理却让我感到困惑。《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书名，似乎正是为解答这些问题而生的。我希望这本书能够用一种易于理解的方式，解释这些相机参数与辐射度学和光度学原理之间的联系。例如，它是否会解释“光圈”是如何控制通过镜头的“辐射通量”的？“曝光时间”又与相机传感器接收到的“光照度”或“辐亮度”有什么关系？我尤其好奇，这本书是否会深入讲解“ISO感光度”的本质，它仅仅是电子放大，还是与探测器的物理特性有关？我希望书中能提供一些关于如何根据不同的拍摄场景（例如，低光照下的夜景拍摄，或者强光下的户外拍摄）来优化这些参数的指导。而且，作为“Optoelectronics library”的一部分，我非常希望能了解这些光度学和辐射度学的知识如何应用于现代相机和图像传感器的设计和性能提升，比如，如何提高传感器的量子效率，或者如何实现更宽的动态范围。这本书的引入，将有助于我从更科学的角度理解摄影艺术背后的物理原理。

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这本书的书名就足够吸引人，尤其是对于像我这样正在深入探索光电领域的研究者来说。“Introduction to Radiometry and Photometry”——这两个词本身就承载着光度学和辐射度学这两个分支学科的精髓，而“Optoelectronics library”的定位则进一步明确了它在光电子学这个更广阔框架下的重要性。我一直觉得，要真正理解和驾驭光，从基础的测量原理入手是必不可少的。许多关于光电子器件的最新研究，无论是激光器的效率提升，还是LED的色彩管理，亦或是光传感器的灵敏度优化，都离不开对光辐射和光度学概念的深刻理解。我过去在学习这些器件的原理时，常常会遇到一些描述，比如“发光强度”、“光照度”、“辐射亮度”等等，这些术语虽然听起来专业，但如果缺乏系统的理论支撑，就如同空中楼阁。我期待这本书能够为我构建起一个坚实的理论基础，让我不仅知其然，更能知其所以然。特别是对于那些看似抽象的概念，比如斯特凡-玻尔兹曼定律在热辐射中的应用，或者朗伯余弦定律在不同光源发光特性中的体现，我希望这本书能够用清晰的语言和恰当的例子来解释，让这些物理规律变得触手可及。同时，作为一本“入门”书籍，我更看重它在教学方法上的循序渐进，能够引导读者逐步建立起辐射度学和光度学之间的联系，理解它们在实际应用中的互补性，从而更好地服务于光电技术的开发和创新。我非常希望这本书能够帮助我理解不同测量仪器的工作原理，以及如何正确地使用它们来获取可靠的数据，这将是我未来研究工作中不可或缺的技能。

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对于我这样一位在纳米光子学领域进行研究的学者来说，掌握精确的光学测量技术至关重要。我的研究常常涉及微纳结构的光学响应，例如，纳米天线对光的散射和吸收特性，或者超表面对光场的调控能力。这些研究的深入进行，很大程度上依赖于对微弱光信号的精确探测和量化。因此，《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书的名字，立刻引起了我的注意，因为它直接指向了进行此类测量的核心理论基础。《Optoelectronics library》的定位也预示着它能提供在光电子领域具有实际应用价值的知识。我希望这本书能够详细阐述辐射度学和光度学中关于探测器灵敏度、噪声等关键概念，以及如何通过优化测量系统来提高信噪比。尤其是在进行光谱测量时，如何准确地量化特定波长范围内的辐射强度，并将其与材料的物理特性联系起来，是我研究中经常面临的挑战。我期望这本书能够提供关于不同类型探测器（如光电二极管、CCD、CMOS传感器等）的工作原理及其在辐射度学和光度学测量中的适用性分析。此外，我希望书中能够包含一些关于如何处理复杂光学系统（如显微镜、望远镜）中的光信号衰减和失真的方法，以及如何利用辐射度学和光度学的原理来反演材料的纳米结构参数。这本书的理论深度和工程实用性将是我评估其价值的关键。

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我一直对光有一个模糊而又强烈的兴趣，尤其是那些能够发出特定颜色和亮度的光源，比如我们日常生活中使用的各种灯具、显示器，以及一些特殊的工业照明。每当看到这些光源，我都会想知道它们是如何产生光，又是如何被“量化”的。这本书的名字《Introduction to Radiometry and Photometry》听起来就非常有针对性，似乎能够解答我对这些问题的疑问。我希望它能用一种相对易懂的方式，解释“辐射度学”和“光度学”这两个概念究竟是什么，它们之间有什么联系，又有什么区别。我非常好奇，为什么我们说一个灯泡有多“亮”，这背后到底是用什么样的物理量来衡量的？是像瓦特（watt）这样的功率单位，还是有更专业的单位？我希望这本书能够详细介绍这些基本的单位和概念，并且能够用贴近生活的例子来解释它们，比如，它会不会解释为什么有些灯会让人感觉“刺眼”，而有些则很柔和，这是否与光度学中的某些参数有关？而且，作为“Optoelectronics library”的一部分，我希望能了解这些光度学和辐射度学知识在实际的光电器件（如LED、激光器）中的应用。如果书中能包含一些关于如何选择合适光源的指导，或者如何评估一个光源的品质，那将对我非常有帮助。我希望这本书能让我对“光”有一个更科学、更清晰的认识，不仅仅是看得到，更能理解得到。

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在我最近的学习过程中，我开始接触到一些关于光通信系统的理论，例如，如何有效地传输光信号，以及如何最大化信息传输的速率和效率。我发现，对光信号的“能量”和“强度”的理解，是理解这些系统性能的关键。《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书名，让我觉得它能够深入浅出地讲解这些概念。我希望这本书能够用清晰的语言解释“辐射通量”（radiant flux）和“光通量”（luminous flux）之间的区别，以及它们在光通信场景下的意义。例如，我很好奇，在一个光纤通信系统中，工程师是如何衡量和控制光信号的能量损耗的？这本书是否会解释像“dB”（分贝）这样的单位在光度学和辐射度学中的应用？我对书中是否会包含一些关于光调制、光解调等过程中的信号分析方法的介绍也充满期待，这能帮助我理解为什么光信号的强度和能量分布对通信质量至关重要。此外，作为“Optoelectronics library”的一部分，我希望能了解到这些光度学和辐射度学的知识如何直接应用于光通信器件的设计和优化，例如，如何选择合适的激光器，如何设计高效的光探测器，以及如何减少光信号在传输过程中的失真。我希望这本书能为我构建一个关于光信号在通信系统中传递和处理的全面认识。

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作为一名对前沿光电技术充满好奇心的业余爱好者，我一直对“光”这个现象有着深厚的兴趣。从童年时玩弄的阳光折射，到如今对OLED显示器像素发光原理的好奇，光始终是吸引我的焦点。然而，要真正理解那些复杂的科学描述，尤其是涉及到精确测量和量化时，我常常感到力不从心。《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书名，听起来就带着一种严谨和科学的气质，让我觉得它能够带领我一步步揭开光的神秘面纱。我尤其希望这本书能够用相对易懂的方式来解释那些基础的物理原理，比如“流明”（lumen）和“坎德拉”（candela）之间的区别和联系，以及它们在不同场景下的意义。我曾尝试阅读一些更专业的书籍，但往往因为缺乏基础知识而难以深入。我希望这本书能够从最基本的光的产生、传播和接收的角度出发，逐步引入辐射度学和光度学的概念，并用清晰的图示和例子来辅助理解。例如，我很好奇为什么我们测量不同类型的光源时需要用到不同的单位，以及这些单位背后所蕴含的物理意义是什么。我对书中是否会包含一些关于如何进行基础的光学实验的指导也抱有期待，即便只是简单的演示，也能帮助我更好地将理论与实践联系起来。这本书的名字预示着它将是一次深入探索光的旅程，我迫不及待地想踏上这段旅程。

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这本书的书名《Introduction to Radiometry and Photometry》恰好触及了我学术研究的一个核心痛点。作为一名光学物理方向的博士生，我的研究课题涉及新型光电器件的设计与性能评估，这其中就离不开对光辐射特性的精确测量和分析。虽然我掌握了大量的光学知识，但对于辐射度学和光度学这两个领域，我总觉得缺少一套系统、完整的理论框架。我希望这本书能够提供一种清晰的逻辑线索，将各种辐射度学和光度学的基本概念，如辐射通量、立体角、辐亮度、发光效率等，进行有条理的梳理和阐释。我尤其关注书中是否会深入探讨不同测量仪器（如光谱仪、积分球、光度计等）的工作原理，以及如何在实际实验中对测量结果进行校准和误差分析。我期望它能够帮助我理解在设计和评估新型光源（例如，高功率LED、量子点光源等）时，如何选择合适的测量方法和参数，以及如何准确地量化和比较不同器件的光学性能。此外，我希望书中能够涵盖一些与我研究方向相关的最新进展，或者提供一些启发性的思路，例如，如何利用辐射度学和光度学原理来优化器件的光学设计，以达到更高的效率或特定的光照分布。这本书作为“Optoelectronics library”的一部分，其理论的实用性和前沿性是我最为看重的。

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在光学工程的设计领域，精密的计算和准确的量化是成功的基石。我作为一名光学设计师，在设计照明系统、激光器系统以及其他涉及光输出和传输的装置时，总是需要精确地控制光的行为。我一直在寻找一本能够提供扎实理论支持的书籍，能够帮助我理解如何科学地描述和计算光的物理量。《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书名，正是我所需要的。我非常期待书中能够详细介绍辐射度学和光度学中的核心概念，例如，立体角、光强、辐亮度、光照度等，以及它们之间的相互关系。我希望它能帮助我理解在设计一个LED照明阵列时，如何通过调整单个LED的参数来达到预期的整体照度分布，以及如何计算整个系统的总光输出。此外，我也希望能从书中学习到一些实用的计算方法和工具，例如，如何利用数值积分来计算特定曲面上的光通量，或者如何应用蒙特卡洛方法来模拟复杂光照场景。这本书作为“Optoelectronics library”的一部分，我更看重它在实际工程设计中的指导意义。如果书中能包含一些关于光学设计软件的原理介绍，或者提供一些将理论知识转化为具体设计方案的案例分析，那将对我个人的职业发展产生巨大的帮助。我希望通过这本书，能够进一步提升我在光学设计方面的专业能力。

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我对于光学材料的表征和分析有着浓厚的兴趣，尤其是在微波和太赫兹波段，这些通常是我们肉眼无法直接观测的区域。尽管我对可见光领域的测量有一定了解，但对于更广阔的电磁频谱，尤其是当涉及到特定光电器件的性能优化时，我常常感到知识的匮乏。《Introduction to Radiometry and Photometry》这本书名，虽然看似专注于可见光，但其背后蕴含的测量和量化原理，我深信是普适性的，并且能够为我在更高频段的研究提供理论指导。我希望这本书能够解释辐射度学和光度学在更广泛的电磁波谱中的应用，例如，如何将这些概念类比到微波辐射的测量，或者在太赫兹成像中如何理解和分析数据。我特别期待书中能介绍一些先进的测量技术和仪器，这些技术和仪器可能跨越了可见光和非可见光领域，并且能够帮助我更准确地量化材料的光学参数。例如，我希望了解如何通过测量材料的反射率和透射率来推断其介电常数和磁导率，而这些参数的获取恰恰需要辐射度学和光度学原理的支撑。这本书的“Optoelectronics library”定位，也让我相信它能够提供一些关于如何利用光电器件来探测和分析这些非可见光信号的见解。我希望它能帮助我构建一个更全面的理解框架，将我在不同波段的研究联系起来。

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