光学系统模拟设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 光学系统设计
• 光学模拟
• 光线追迹
• zemax
• code v
• 光学工程
• 系统设计
• 光学仪器
• 仿真
• 建模

　　本书主要特色在使用电脑软体模拟，进行光学系统的设计，有别于一般硬体实验的观念；除了成本相对便宜外，软体的维护，也远较硬体容易。本书包含10个光学系统的实例，每一个实例都包含原理的解释、软体模拟实验的操作，以及结果讨论和问题。书中提到的光学系统实例，都很基础也很实用，将有助于同学更清楚了解基本原理。全书都属于基础型光学系统实验，包括：

　　１.成像光学系统之镜头设计
　　２.双筒式望远镜之稜镜系统设计
　　３.折射式望远镜之胶合透镜设计
　　４.照明光学系统之积分球设计
　　５.照明光学系统之透镜阵列设计
　　６.发光二极体之应用范例
　　７.投影机光学系统之导光管设计
　　８.显示器光学系统之直下型背光模组设计
　　９.显示器光学系统之PS converter设计
　　10.光纤通讯之耦合系统设计

　　每一个实验都包含了说明、分析和软体模拟的部份，俾能让读者通盘了解该实验的原理与应用，并熟悉使用软体工具进行模拟，以分析及设计该实验系统的诸项功能。本书未来可以持续进行质的改进与量的增加，不但可以加入更进阶的系统模拟实验项目，也可以加深理论分析的深度与广度，以期能同时加强读者对于光学系统的分析与设计能力。

作者简介

黄忠伟

现职：国立台湾科技大学光电研究所副教授
学历：国立清华大学工业工程学士
　　　美国堪萨斯州立大学工业工程硕士、电机电脑工程硕士
　　　美国普渡大学电机工程博士
研究主题：绕射光学、模拟设计、应用光学系统设计

胡能忠

现职：国立台湾科技大学光电研究所教授
学历：大同大学电机工程学士
　　　美国阿拉巴马州大学电机工程硕士
　　　美国普渡大学电机工程博士
研究主题：色彩学、图形识别、信号处理、通讯、光学

《现代光学导论：从基础到前沿应用》 图书简介 本书旨在为光学工程、物理学、电子信息工程等相关专业的研究生及高年级本科生提供一本全面、深入且与时俱进的教材。它不仅系统梳理了经典光学理论的基石，更以前瞻性的视野，详细探讨了当代光学领域最活跃的前沿方向及其工程实现。本书的编写遵循“理论深度与工程应用并重”的原则，力求在严谨的数学推导和清晰的物理图像之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分：光学基础的再认识与深化 本书开篇从麦克斯韦方程组出发，以电磁波理论为根基，系统回顾了光的传播特性。我们对经典的光的波动性与粒子性进行了深入的辨析，并引入了更现代的量子场论视角下的光子概念，为后续的量子光学打下理论基础。 几何光学与成像理论的精炼： 摒弃传统教材中过于侧重繁琐的追迹公式，本书将重点放在光线传播的矩阵表示法（ABCD矩阵）的推广应用上，并引入了光学传递函数（OTF）和调制传递函数（MTF）的概念。这部分内容不仅涵盖了标准的光学系统设计流程，如目镜、物镜、望远镜系统的设计原则，还特别深入剖析了像差理论的现代处理方法，尤其是基于塞德尔（Seidel）像差系数的计算与优化策略，以及如何利用Zernike多项式对系统像差进行量化描述和波前优化。 波动光学的严谨构建： 波动光学部分，我们详细阐述了夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的数学物理基础，并着重讲解了傅里叶光学的核心内容。傅里叶变换在光学系统中的应用被提升到核心地位，例如，通过傅里叶光学方法分析了空间滤波（如相位屏、孔径限制）对成像质量的影响，以及全息成像的基本原理与记录介质的选择。 第二部分：现代光学核心技术与前沿器件 本书的第二大部分是本书的特色和重点，紧密结合了当前科研和工业界的热点，详细介绍了支撑现代光电子技术发展的关键领域。 激光原理与技术精讲： 激光部分，我们不仅复习了受激辐射的基本原理和光腔理论，更聚焦于可调谐激光器和超快激光技术。关于超快激光，本书深入分析了锁模机制（如可饱和吸收镜、克尔透镜锁模），并探讨了啁啾脉冲放大（CPA）技术在产生高功率皮秒/飞秒脉冲中的应用与挑战。在激光束的传播方面，我们对高斯光束的传输特性进行了详细的分析，并讨论了如何通过自适应光学系统校正大气湍流和器件引起的波前畸变。 光纤光学与导波理论： 针对高速通信和传感的需求，光纤部分超越了简单的阶跃光纤模型。我们详细推导了单模光纤的模式场分布，并侧重讲解了色散（包括群速度色散和高阶色散）的精确计算与管理方法，尤其是光孤子的形成条件和传输特性。此外，对于光纤传感器领域，本书介绍了基于布拉格光栅（FBG）的原理、写入技术及其在应力、温度监测中的应用。 非线性光学现象与应用： 这是现代光学研究的制高点之一。本书系统介绍了二次谐波产生（SHG）、参量放大（OPA）和自相位调制（SPM）等核心非线性效应。我们强调了准相位匹配（QPM）技术的重要性，并通过周期性极化铌酸锂（PPLN）晶体等实例，阐述了如何突破传统相位匹配的限制，实现高效的频率转换。 第三部分：光学成像与信息获取系统 本部分将理论知识应用于复杂的成像系统设计与实现。 先进成像技术： 除了传统的显微镜和望远镜设计，本书重点介绍了衍射光学元件（DOE）的设计与优化，特别是菲涅耳波带片的构造与像差校正。在微纳尺度成像方面，我们详细论述了近场光学的基本原理，如扫描近场光学显微镜（SNOM），以及超分辨显微技术（如STED, PALM/STORM）的物理基础和信号处理流程。 光学传感与测量： 侧重于高精度测量的原理。我们详细分析了干涉测量学，从迈克尔逊干涉仪到激光多普勒测速仪（LDV）的原理与抗噪技术。对于机器视觉，本书探讨了CCD/CMOS成像传感器的工作原理、噪声模型、量子效率（QE）的优化，以及如何利用计算成像技术（如计算层析成像）获取传统光学方法难以实现的3D或多维信息。 结语 本书的最终目标是培养读者将基础理论转化为解决复杂工程问题的能力。书中的所有理论推导均力求详尽，并辅以大量的工程实例分析和仿真案例讨论，尽管书中不直接包含特定软件的界面操作指南，但所提供的物理模型和数学框架足以支撑读者在主流光学设计软件中构建和优化自己的系统。通过系统学习，读者将能够独立完成从概念构思、理论分析到实验验证的完整项目流程。

第一章　成像光学系统之镜头设计
第二章　双筒式望远镜之稜镜系统设计
第三章　折射式望远镜之胶合透镜设计
第四章　照明光学系统之积分球设计
第五章　照明光学系统之透镜阵列设计
第六章　发光二极体之应用范例
第七章　投影机光学系统之导光管设计
第八章　显示器光学系统之直下型背光模组设计
第九章　显示器光学系统之PS converter设计
第十章　光纤耦合系统

评分☆☆☆☆☆

最近读到一本关于《量子物理入门》的书，里面的概念虽然抽象，但讲解得相当到位，让我对微观世界的奇妙规律有了初步的认识。书中从光电效应和黑体辐射等历史实验出发，引出了量子假说，然后逐步介绍了波粒二象性、普朗克公式、玻尔原子模型等核心概念。我尤其对书中关于波函数和薛定谔方程的讲解印象深刻，虽然涉及的数学工具（如复数和偏微分方程）对我来说还有些挑战，但作者通过类比和图示，努力让我理解波函数所描述的粒子的概率分布。书中还探讨了量子叠加态和量子纠缠等“反直觉”的现象，并简单介绍了它们在量子计算领域的潜在应用，这让我对未来的科技发展充满了好奇。总而言之，这本书为我打开了通往奇妙量子世界的大门，虽然只是冰山一角，但足以激发我对更深层次知识的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

一本封面设计简洁大方，一看就知道是专业书籍，我之前学习的《光学设计基础》这本书，就让我受益匪浅，里面的理论讲解清晰透彻，配合大量的图示和实例，让我这个初学者也能很快掌握光学系统的基本原理和设计流程。当时我最头疼的就是如何将理论知识转化为实际的设计，比如如何选择合适的透镜材料，如何计算镜片曲率和厚度，以及如何考虑像差的校正等等。这本书在这方面做得非常出色，它不仅解释了“为什么”，更重要的是详细介绍了“怎么做”，甚至还给出了一些常用的设计模板和公式，让我少走了很多弯路。当然，书中也提到了一些高级的主题，比如衍射光学和非球面光学，虽然当时我没有深入研究，但知道有这些前沿技术，为我日后的学习打下了基础。总的来说，这本书的内容严谨，逻辑性强，非常适合初学者入门，也为有一定基础的设计师提供了坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

最近翻阅一本关于《计算机视觉与图像处理》的书，里面关于图像增强和特征提取的部分给我留下了深刻的印象。书中详细介绍了各种滤波器（如高斯滤波、Sobel算子、Canny算子）的工作原理和应用场景，并用生动的例子展示了它们如何改善图像质量、突出边缘信息。特别是关于SIFT和SURF特征点提取算法的讲解，不仅梳理了算法的数学推导过程，还结合代码片段进行了演示，让我对如何从图像中提取鲁棒的特征有了更直观的理解。虽然我并非科班出身，但这本书的讲解方式通俗易懂，避免了过多的晦涩术语，让我能够轻松地跟上作者的思路。书中还讨论了图像配准、目标识别等更高级的主题，这些内容对我目前正在进行的基于图像的项目非常有启发。我尤其欣赏书中对算法性能分析的讨论，如何权衡计算效率和准确性，这是一个实际应用中非常关键的考量。

评分☆☆☆☆☆

偶然间翻阅了一本《嵌入式系统设计与开发》的书，里面对硬件接口、实时操作系统和底层驱动程序的讲解，让我对接下来的项目开发有了更清晰的思路。书中详细介绍了各种微控制器的架构，包括CPU、内存、外设接口（如GPIO、UART、SPI、I2C）的工作原理和编程方式。我尤其欣赏书中关于中断机制和定时器应用的章节，这对于实现实时性和高效的事件响应至关重要。书中还详细阐述了RTOS（实时操作系统）的概念，如任务调度、信号量、互斥锁等，并以FreeRTOS为例进行了代码演示，这极大地帮助我理解如何在资源受限的嵌入式环境中构建复杂而稳定的系统。此外，书中对嵌入式软件的调试技巧和性能优化的讨论，也为我解决实际开发中遇到的难题提供了宝贵的经验。这本书内容全面，理论与实践结合紧密，非常适合初学者和希望提升技能的嵌入式开发者。

评分☆☆☆☆☆

手头一本《材料力学》的书，里面的内容非常扎实，尤其是关于应力、应变以及材料强度方面的讲解，让我对宏观世界的力学行为有了全新的认识。书中详细阐述了各种应力状态（如拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转）的分析方法，并引入了胡克定律、泊松比等基本概念，这些都是理解材料在受力时如何变形的关键。我特别喜欢书中关于梁的弯曲和挠度计算的章节，作者通过大量的图解和例题，将抽象的数学公式变得具象化，让我能够清晰地看到不同载荷下梁的变形趋势。此外，书中还介绍了材料的疲劳、断裂以及屈曲等失效机理，这对于工程设计中的安全性和可靠性评估至关重要。这本书的数学推导严谨，逻辑性极强，虽然需要一定的数学基础，但一旦掌握，对于理解和设计各类机械结构都将大有裨益。