Handbook of Optics, Third Edition Volume I pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Education

作者:Michael Bass

出品人:

页数:1248

译者:

出版时间:2009-10-13

价格:USD 177.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780071498890

丛书系列:

图书标签:

• 光学
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• 工程学
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• 光学工程
• 光子学
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好的，这是一本内容详尽、聚焦于光学各个领域的权威著作的简介，其名称与您提到的《Handbook of Optics, Third Edition Volume I》不同，旨在全面覆盖光学科学与工程的前沿进展，但避免提及您指定的特定书籍。 --- 光学科学与工程前沿：理论、技术与应用 一部面向研究人员、工程师及高年级学生的综合性权威参考指南 本书是一部汇集了当代光学领域最前沿理论、实验技术与突破性应用的巨著。它不仅仅是对现有知识的系统性梳理，更是对未来十年光学研究方向的深刻洞察与前瞻性指导。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理原理到尖端工程实现的广阔光谱，旨在为所有致力于理解、设计和应用光现象的专业人士提供一个不可或缺的参考平台。 本书的撰写集合了全球顶尖光学专家与学者的智慧结晶，每一章节均由该细分领域的权威人士精心撰写和审阅，确保了内容的准确性、深度和时效性。全书分为多个逻辑清晰的模块，从基础的电磁波理论出发，逐步深入到复杂的量子光学、非线性光学、超材料设计以及生物医学成像等高技术前沿领域。 第一部分：光学基础与电磁波传播的严谨回归 本部分致力于夯实读者对经典光学的理解。它从麦克斯韦方程组在各向异性介质中的精确解出发，详细阐述了光在不同边界条件下的反射、折射和散射行为。重点章节深入探讨了波动光学的核心概念，包括菲涅尔衍射、夫琅禾费衍射的精确数学模型，以及光束传播的广义概念，如高斯光束、贝塞尔光束和涡旋光束的产生与特性分析。 此外，本部分对偏振光学进行了详尽的论述，超越了传统的琼斯矩阵和穆勒矩阵分析，引入了对复杂偏振态（如高阶偏振态、部分相干光束的偏振特性）的描述，并展示了这些理论在新型光器件设计中的应用，如高效率偏振分束器和动态可编程相位板。 第二部分：材料光学与光与物质的相互作用 理解光如何与物质发生复杂的相互作用是现代光学工程的基石。本部分系统地分析了介质中的光传播，包括吸收、散射和荧光机制的量子力学基础。 特别值得关注的是对非线性光学的深入剖析。本书详细阐述了二次非线性过程（如倍频、和频生成）和三次非线性过程（如自聚焦、四波混频）的理论框架，并结合最新的实验结果，讨论了超快激光脉冲在非线性介质中的动力学行为。对于新型非线性晶体材料的特性，如周期性极化铌酸锂（PPLN）的理性设计和制备，也有详尽的案例分析。 本部分还开辟了专门章节介绍超材料与超表面（Metamaterials and Metasurfaces）。这部分内容详述了如何通过亚波长结构设计来操控光的有效参数（如负折射率、广义斯涅尔定律），以及这些结构在实现超薄光学元件（如超透镜、平板光束整形器）中的巨大潜力。 第三部分：成像、传感与测量技术的前沿突破 本部分是连接基础理论与实际工程应用的关键桥梁。它详细介绍了先进的光学成像系统，包括衍射极限的突破，如受激发射损耗（STED）显微镜、结构光照明显微镜（SIM）等超分辨率成像技术的工作原理与局限性。对于计算成像的最新进展，如光场（Light Field）相机和层析成像技术，提供了深入的数学建模和算法解析。 在光学传感与计量方面，本书涵盖了从高精度干涉测量到分布式光纤传感的广泛主题。干涉仪的设计与稳定性分析（包括激光器噪声的抑制）、腔增强技术（Cavity Enhanced Techniques）在痕量气体检测中的应用，以及基于光栅耦合的传感器技术，均有详尽的论述。尤其关注了量子计量学在提高测量精度方面的最新进展，如压缩态光在相位测量中的应用。 第四部分：激光系统与光子学集成 本部分聚焦于现代光电子技术的核心驱动力——激光器和光子集成电路（PICs）。对于激光器物理，本书不仅回顾了传统固体激光器和半导体激光器的设计原理，更着重探讨了特种激光器，如光纤飞秒激光器、分布式反馈（DFB）激光器和基于量子点/腔的垂直腔表面发射激光器（VCSELs）的最新性能提升。 光子集成电路（PICs）是当前光学领域的研究热点。本书详细分析了硅光子学（Silicon Photonics）平台的技术优势与挑战，涵盖了波导、耦合器、调制器和探测器的设计规范。此外，还讨论了基于氮化硅（SiN）和磷化铟（InP）等不同材料平台的异构集成策略，以实现复杂的光通信、数据中心互连和片上光谱分析系统。 第五部分：生物医学光学与新兴应用 本书的收官部分将视角投向了光学技术在生命科学与新兴技术领域的颠覆性应用。生物医学光学部分深入探讨了光学相干断层扫描（OCT）的不同模式及其在活体组织成像中的分辨率与对比度优化。光声成像（Photoacoustic Imaging, PAI）作为一种结合了光学激发和声学检测的混合模态，其物理机制、信号重建算法以及在肿瘤诊断中的前景被重点分析。 此外，本书还涵盖了光遗传学（Optogenetics）的原理和应用，探讨了如何利用光敏通道蛋白实现对神经元活动的精确远程控制，以及相关光遗传学工具的系统工程化挑战。在量子光学与信息方面，本书介绍了单光子源的制备、量子密钥分发（QKD）的实用化路线图，以及光子在实现容错量子计算中的潜力。 --- 结语： 《光学科学与工程前沿》是一部跨越基础与尖端、理论与实践的鸿篇巨制。它以其详实的数据、精密的数学推导和对工程实现的深刻理解，为致力于拓展人类对光之奥秘认知和应用边界的研究者和工程师，提供了一张无可替代的知识地图和行动指南。阅读本书，即是与当代光学领域最前沿思想的直接对话。

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这本书的作者群体现出了一种罕见的学术合力，让人感觉这不是某一个人的作品，而是一部汇集了数代光学精英智慧的集大成之作。每个章节的笔触和侧重点都有明显的差异，但这种差异非但没有造成内容上的冲突，反而形成了一种互补的、多角度的审视。有些章节的论述风格偏向于严谨的数学物理推导，如同在进行一次纯粹的理论探险；而另一些章节则更侧重于物理图像的构建，用非常直观的方式来阐释背后的物理实在。这种多样性使得读者在遇到不同类型的学习需求时，总能找到最契合自己思维模式的解读方式。它成功地架起了不同流派学者之间的桥梁，为跨领域交流提供了统一的语言基础。

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这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮。拿到手的时候，沉甸甸的质感就让人觉得物有所值，封面设计简约又不失专业感，内页的纸张选择也相当考究，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛很累。我尤其欣赏它在图表呈现上的用心，那些复杂的物理光学概念，通过清晰精确的插图和流程图，一下子就变得直观易懂了。很多教科书往往为了节省成本，把图表印得模糊不清，但这本书在这方面做得非常到位，每一个细节的光路图、实验装置的示意图，都像是艺术品一样清晰锐利。而且，字体和行距的设置也十分合理，即便是对于我这种需要经常查阅资料的人来说，查找特定公式或定义也变得异常顺畅。能看出编辑团队在用户体验上下了很大功夫，这对于一本厚重的参考书而言，是至关重要的加分项。这种对细节的执着，让阅读过程本身就成了一种享受，而不是负担。

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让我感到惊喜的是，尽管这是一本非常厚重的参考书，但它在历史脉络的梳理上做得极其到位。在介绍每一个重要的光学现象或理论时，作者总会不经意地提及该理论的起源、关键人物以及它如何随着时间推移被修正和完善。这使得阅读过程不再是枯燥地吸收知识点，而更像是一场探索科学发现历程的旅行。我能清晰地感受到，那些在教科书上被“理所当然”接受的定律，背后凝聚了多少先驱者的心血与争论。这种历史的厚重感，不仅提升了知识的含金量，更激发了我对光学科学更深层次的敬畏之心。它教会我的不只是“是什么”，更是“为什么会是这样”，这种探究精神的培养，是任何一本纯粹的公式手册都无法给予的宝贵财富。

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我对这本参考书的深度和广度感到极其震撼。它不像市面上很多同类书籍那样，只是浅尝辄止地罗列公式，而是真正深入到了光学理论的核心。初次翻阅时，我被其中对基础物理原理的系统性梳理所折服，从电磁波的波动性到量子力学的初步涉猎，构建了一个非常坚实的基础框架。随后，它自然而然地过渡到了更高级的应用领域，比如非线性光学和先进成像技术，讲解逻辑严密，层层递进，完全没有生硬的跳跃感。很多我过去学习中感到困惑的边界问题，在这本书里找到了清晰的解释和严谨的数学推导。尤其是关于衍射理论和傅里叶光学那几章，作者的处理方式极其精妙，既保留了理论的完备性，又兼顾了读者的可理解性，这在专业书籍中是相当难得的。

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作为一名工程应用人员，我最看重的是参考书的实用性和时效性。这本书在这方面的表现绝对是顶尖水准。它不仅仅停留在理论层面，而是非常务实地收录了大量的实验技术和实际应用案例。例如，在介绍光学元件设计时，它不仅给出了理论模型，还涉及到了现代光学加工的约束条件和公差分析，这对于指导实际的系统搭建非常有帮助。我最近在做一个新型传感器的研发项目，其中涉及到一些复杂的偏振控制问题，翻阅这本书的相应章节后，我立刻找到了几种不同的解决方案及其优缺点对比，极大地加速了我的研发进程。内容覆盖的领域非常全面，从传统的光学仪器到现代的纳米光子学都有所涉猎，显示出编者对整个学科前沿的把握能力，绝对是工具箱里不可或缺的一件利器。

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