Optical Measurement Techniques

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出版者:
作者:Peiponen, Kai-Erik
出品人:
页数:155
译者:
出版时间:
价格:$ 145.77
装帧:
isbn号码:9783540719267
丛书系列:
图书标签:
  • 光学测量
  • 测量技术
  • 光学工程
  • 精密仪器
  • 传感器
  • 光学传感器
  • 光度学
  • 干涉学
  • 偏振学
  • 图像处理
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具体描述

Devoted to novel optical measurement techniques that are applied both in industry and life sciences, this book contributes a fresh perspective on the development of modern optical sensors. These sensors are often essential in detecting and controlling parameters that are important for both industrial and biomedical applications. The book provides easy access for beginners wishing to gain familiarity with the innovations of modern optics.

《光学测量技术》 本书深入探讨了光学测量在各个科学和工程领域中的应用,重点关注如何利用光的独特属性来获取精确、可靠的测量数据。我们从光学测量学的基本原理出发,详细阐述了光与物质相互作用的机制,包括光的传播、反射、折射、衍射、干涉以及散射等现象。这些基本光学概念是理解和设计各种光学测量系统的基石。 本书涵盖了多种经典和现代的光学测量技术。在干涉测量方面,我们深入介绍了杨氏双缝干涉、迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪以及菲索干涉仪的工作原理、结构特点和应用领域,例如高精度长度测量、表面形貌分析和折射率测定。全息测量技术作为一种重要的三维信息记录和再现方法,我们也进行了详细的讲解,包括全息图的形成原理、不同类型全息图的制作和读取方法,以及在应力分析、振动测量和物体识别等方面的应用。 衍射测量技术也是本书的重要组成部分。我们详细阐述了夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的理论基础,并介绍了衍射光栅、空间滤波器以及衍射成像等技术。这些技术在光谱分析、光学信息处理和图像复原等方面发挥着关键作用。 在散射测量方面,我们探讨了瑞利散射、米氏散射以及拉曼散射等现象。这些散射机制的理解对于粒子尺寸测量、流体动力学研究和化学成分分析至关重要。本书详细介绍了基于散射原理的光学测量仪器,如激光粒度分析仪和激光多普勒测速仪。 本书还特别关注了现代光学测量技术的发展。激光技术作为现代光学测量的重要驱动力,我们详细介绍了不同类型激光器的原理、特性以及它们在测量中的应用,包括激光三角测量、激光扫描和激光雷达等。数字图像处理和机器视觉技术与光学测量的结合,极大地提高了测量效率和自动化程度。本书探讨了CCD、CMOS等图像传感器的原理,以及图像采集、处理和分析在形状测量、定位和缺陷检测等方面的应用。 此外,我们还深入研究了多种特定的光学测量技术。例如,光谱测量技术,涵盖了紫外-可见光谱、红外光谱和拉曼光谱等,用于物质成分的识别和定量分析。形貌测量技术,包括接触式和非接触式方法,如白光干涉显微镜、原子力显微镜和共聚焦显微镜,用于表面的三维形貌表征。应力与应变测量技术,如光弹性测量和散斑干涉测量,能够无损地检测材料内部的应力分布。 本书在理论讲解的同时,也注重实际应用。我们提供了大量实际案例,展示了光学测量技术如何在航空航天、汽车制造、生物医学、环境监测和材料科学等领域解决实际问题。通过对仪器设计、数据采集和结果分析的详细阐述,读者可以更好地理解光学测量的实用性和普适性。 本书旨在为从事光学、物理、工程、材料科学、生物医学等领域的研究人员、工程师和学生提供一个全面、深入的知识体系。通过学习本书,读者将能够掌握光学测量学的基本原理、熟悉各种光学测量技术、理解其工作机制和应用潜力,并能够根据实际需求选择和设计合适的光学测量方案。

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读后感

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用户评价

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这本书给我的感觉,与其说是一本关于“测量技术”的书,不如说是一部关于“光电材料的本征特性”的学术专著。作者的兴趣点显然集中在材料的微观结构如何影响其宏观的光学响应上。书中对折射率随温度变化的理论模型,以及如何利用光散射来确定纳米颗粒的尺寸分布,这些章节写得极为透彻和深刻,引用了大量的早期文献,显示出作者深厚的学术功底。然而,这种深度是以牺牲对常用测量仪器的实用讲解为代价的。举个例子,对于激光安全和日常的光学台搭建,这本书几乎没有提及。我们都知道,在光学实验中,良好的环境控制和对激光器的正确操作与维护至关重要,但这些“工程实践”的内容在书中完全缺失了。我更希望看到的是关于不同波长光源的选择标准、数据采集系统的噪声抑制方法,以及如何处理环境振动对高精度测量的干扰。现在的版本,更像是大学三年级学生在为他们的毕业论文做理论铺垫,而不是面向工程师或高级研究人员的实用参考手册。

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这本书的结构组织,老实说,是极其不连贯的。它似乎是将作者过去几年在不同会议上发表的几篇独立论文,强行缝合在一起形成的。前三章在讨论偏振光学,讨论得非常细致,涉及琼斯矩阵和斯托克斯矢量,甚至深入到双折射晶体的非线性效应。然后,画风突变,第四章突然转入了对高速光电探测器的响应时间限制的讨论,内容极其技术化且跳跃性强。这种从宏观偏振理论到微观器件性能分析的突然切换,让读者很难保持思维的连贯性。更令人费解的是,第五章的内容又回到了基础的干涉测量,但这次是以一种完全不同的数学框架来重新表述之前已经讨论过的内容,这让人感到重复且低效。如果作者能按照“测量目的”(如形貌测量、成分分析、应力检测)来组织章节,或者按照“技术类型”(如基于波的测量、基于粒子的测量),结构会清晰得多。现在的这种“知识点堆砌”式的编排,使得读者必须不断地在不同知识体系间进行切换和重新定位,阅读体验极差。

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这本书的排版和图示质量,说实话,让我感到非常困惑。插图的清晰度与现代出版标准相比,简直是上个世纪的遗物。许多关键的光路图和实验装置示意图,线条模糊,尺寸标注含糊不清,甚至有些图例的符号定义在正文中找不到明确的解释。例如,在讨论迈克尔逊干涉仪的稳定化部分时,提供了一张高分辨率的透射电子显微镜(TEM)照片作为背景,却完全没有解释这张照片与文本内容有何关联,更别提它对干涉条纹的形成有何启示。更令人抓狂的是,公式的推导过程经常在关键的一步上“跳跃”,仿佛作者默认读者已经熟知所有的数学技巧。当我试图根据已有的材料重构某些推导时,发现缺少了至关重要的中间步骤,这使得学习曲线变得异常陡峭。对于需要清晰视觉辅助来理解复杂几何关系和光线传播的读者来说,这本书简直是噩梦。我不得不频繁地在网上搜索其他更清晰的图示来辅助理解书中的文字描述,这完全偏离了阅读一本专业书籍应有的流畅体验。

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这本书的书名是《Optical Measurement Techniques》,但我手头上这本的内容似乎更像是一本详尽的**固体物理导论**,对于光学测量具体技术的着墨实在少得可怜。开篇就花了大量的篇幅来讲解晶体结构、布拉格衍射的基本原理,以及电子在周期性势场中的能带结构。章节的组织逻辑非常严密,从最基础的点阵矢量过渡到倒易点阵,再到费米面和有效质量的概念,可以说是对凝聚态物理的经典处理。虽然这些背景知识对于理解某些高级光学现象(比如光与电子的相互作用)是必要的,但对于一个期望快速掌握如何操作干涉仪、如何进行光谱分析的实践者来说,这显得过于理论化和漫长。我期待读到关于傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的详细搭建与误差分析,或者至少是关于椭偏仪的工作原理介绍,但这些内容被压缩到了最后一章的寥寥数页,并且仅停留在概念层面,缺乏实际操作的指导。如果这本书的目标读者是物理系本科生进行基础理论学习,它无疑是优秀的;但对于工业界需要应用光学技术解决实际问题的工程师而言,这本“导论”的实用价值大打折扣,更像是一部扎实的教材,而非一本工具手册。它花费了九成功力在“为什么会发生”上,却只用了零星笔墨来描绘“如何去做”。

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坦白地说,我对这本书的术语一致性感到非常不满。在不同的章节中,同一个物理概念竟然使用了好几种不同的术语来描述,这极大地增加了理解的难度和时间成本。例如,对于“相干长度”这个概念,第一章使用“Longitudinal Coherence Length”,第二章却称之为“Temporal Correlation Span”,而在讨论某个实验结果时,作者又用一个没有明确定义的希腊字母来代表它。这种随意切换术语的做法,对于非母语是英语的读者来说简直是灾难性的。此外,书中对许多关键参数的定义也显得不够严谨。例如,在讨论测量不确定度时,作者混合使用了标准差、方差和置信区间,却没有明确指出在何种统计假设下使用何种度量,使得读者无法判断报告中的误差范围究竟代表了什么程度的可信度。对于一本宣称是“技术”指南的书籍来说,术语的精确性和一致性本应是基石,但这本书在这方面显然是失败的。我不得不花费大量时间去追溯和对比不同章节中对同一概念的不同称呼,严重拖慢了学习进度。

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