光学设计达人必修的九堂课 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　《光学设计达人必修的九堂课》出版主要目的是为了让每一位对于光学领域有兴趣的使用者，能透过图形化介面(Graphical User Interface, GUI)的光学模拟软体，进行一系列光学模拟设计与图表分析。

　　本书主要分为三个部分：第一部份「入门范例操作说明」，经由翻译FRED原厂（Photon Engineering LLC.）提供的Tutorial教学手册，由浅入深帮助使用者快速掌握「软体功能」，即使是没有使用过光学软体的初学者，也能轻松的上手；第二部份「应用实例」，内容涵盖原厂所提供的三个案例，也是目前业界实际运用的案例，使用者可轻易的了解业界是如何应用模拟软体来进行光学设计；第三部份「主题应用白皮书」，取材自原厂对外发佈的白皮书内容，使用者可了解FRED的最新功能及可应用的光学领域。 

作者简介

黄忠伟

现职：台湾科技大学电子工程系与光电工程研究所副教授
学历：美国普渡大学博士毕业

陈怡永

学历：台湾科技大学硕士毕业
　　　台湾科技大学电子工程系博士生

杨才贤

现职：讯技科技股份有限公司工程师
学历：大同大学光电硕士毕业

林宗彦

现职：讯技科技股份有限公司工程师
学历：台湾科技大学学士毕业 

探寻无垠的知识海洋：从量子纠缠到宇宙洪荒的深度导览 本书并非聚焦于光学设计这一具体的技术领域，而是旨在为求知者提供一张通往基础物理学、前沿科学探索以及宏大宇宙图景的深度地图。我们将跨越经典物理的边界，潜入微观粒子的奇诡世界，触摸时空结构的基本规律，最终将视野投向遥远星系的演化与生命的起源。 第一部分：根基的重塑——量子世界的奇异性与信息革命 我们将从对经典物理学的深刻反思开始，进入量子力学那令人费解却又无比精确的领域。这不是一本计算手册，而是对量子概念的哲学与物理深度剖析。 第一章：海森堡的幽灵与薛定谔的猫：概率的本质 我们首先要探究的是，为什么宏观世界的确定性会在微观尺度上瓦解。本章将详细解析波函数（$Psi$）的物理意义，区分哥本哈根诠释、多世界理论以及退相干理论在解释观测问题上的异同。重点将放在“测量问题”上，探讨意识、信息与物理实在之间的微妙关系。读者将理解量子态叠加态是如何在不同理论框架下坍缩或演化的，以及这种不确定性如何成为现代技术（如量子计算）的基石。我们将回顾贝尔不等式的实验验证，展示非定域实在性的确凿证据，挑战我们对“实在”的直觉认知。 第二章：纠缠的诡秘联系：量子信息学的宏伟蓝图 量子纠缠，爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”，是本书的另一核心。本章将深入解析纠缠态的构建、度量（如纠缠熵）以及其在量子信息传输中的核心作用。我们将讨论量子密钥分发（QKD）的物理原理，解释为什么量子加密在理论上是不可破解的。随后，我们将进入量子计算的殿堂，不是简单介绍Shor算法和Grover算法的公式，而是剖析量子比特（Qubit）如何利用叠加和纠缠实现指数级的并行计算能力。我们将探讨拓扑量子计算的前景，以及它如何应对量子退相干这一致命威胁。本章的终极目标是让读者理解，信息本身作为一种物理实体，其极限在哪里。 第二部分：时空的织锦与物质的终极构成 告别了微观世界的概率云，我们将把目光投向支配我们宇宙的宏大框架——广义相对论和粒子物理学的标准模型。 第三章：引力的几何化：时空的弯曲与时间的相对性 广义相对论的精髓在于将引力视为时空几何的体现。本章将运用更直观的几何语言，而非复杂的张量分析，来阐述爱因斯坦场方程的物理含义。我们将详细探讨黑洞的奇点、事件视界和霍金辐射的理论推导过程。读者将有机会“站到”水星轨道的近日点进动旁，感受引力透镜如何扭曲遥远星系的光线，理解引力波探测（如LIGO）如何为我们打开了观测宇宙运动的全新窗口。时间膨胀和长度收缩不再是抽象的数学结果，而是宇宙运动的必然属性。 第四章：夸克与轻子：标准模型的胜利与未解之谜 粒子物理学的标准模型是人类智力所能达到的最精密的物理学理论之一。本章将系统梳理夸克、轻子以及三种基本作用力（电磁力、弱核力和强核力）的传递者——规范玻色子。我们将重点讨论希格斯机制如何赋予基本粒子质量，并回顾发现希格斯玻色子的实验历程。然而，标准模型并非终点。本章的后半部分将聚焦于其“不完美之处”：暗物质、暗能量的证据、中微子的质量起源，以及引力如何与量子场论兼容的难题，为超对称理论和弦理论等前沿假说提供背景铺垫。 第三部分：宇宙的史诗——从奇点到生命的出现 我们将把物理学的知识应用于宇宙学的宏大尺度，探索我们存在于其中的这个巨大系统的起源、演化和未来。 第五章：大爆炸的回响：宇宙的诞生与早期演化 本章带领读者回到时间的起点，追溯宇宙从一个温度极高、密度无限大的奇点（或至少是我们理论的极限点）如何膨胀和冷却。我们将详细分析宇宙微波背景辐射（CMB）的物理起源，解释它如何成为大爆炸理论无可辩驳的证据，并探讨CMB各向异性中蕴含的早期宇宙结构信息。暴胀理论将作为解决视界问题和平坦性问题的关键机制被引入，其潜在的实验验证（如原初引力波）也将被探讨。 第六章：星辰的熔炉：元素的合成与恒星的生命周期 我们身体中的每一个原子，都源自于恒星内部的核聚变。本章将从核物理的角度审视恒星的诞生、主序阶段的能量来源（质子-质子链和CNO循环）以及它们最终的命运——白矮星、中子星或黑洞。我们将特别关注Ia型超新星的爆炸机制，解释为什么它们是测量遥远距离的“标准烛光”。更进一步，本章将讨论超重元素的合成（r-过程和s-过程），揭示宇宙中所有化学元素多样性的物理根源。 第七章：生命的火花：行星形成、宜居带与复杂性的涌现 本章将物理学与天体生物学的交叉点——系外行星的探测与分析——作为切入点。我们将讨论从原行星盘到行星团块的吸积过程，解释不同类型的行星（超级地球、气态巨行星）的形成机制。宜居带（Habitable Zone）的概念将被重新审视，超越仅仅基于液态水的简单模型，纳入对大气组成、磁场保护和板块构造等复杂因素的考量。最后，我们将探讨非平衡态热力学在理解生命起源中的潜在作用，思考从无机物到自复制系统这一宏伟跃迁的物理学基础。 第八章：未知的远方：暗能量与宇宙的最终命运 构成我们宇宙的绝大部分——暗物质和暗能量——仍是巨大的谜团。本章将深入分析观测到的宇宙加速膨胀现象，这需要引入暗能量的概念，并探讨它可能是宇宙学常数还是某种动态场（如Quintessence）。本章将对比几种主要的宇宙学模型（如Lambda-CDM模型）及其面临的挑战。最终，我们将推演宇宙在不同暗能量密度下的终极命运：热寂、大撕裂还是回归收缩。这不仅是物理学的推演，更是对人类在时间尺度上存在的终极哲学反思。 第九章：统一的渴望：理论物理学的未竟之路 本书的收官部分，是对未来物理学方向的展望。我们将探讨当前最雄心勃勃的理论尝试，例如弦理论/M理论如何试图将所有基本粒子和力统一在一个框架内，以及圈量子引力（Loop Quantum Gravity）如何在不依赖额外维度的情况下量子化时空。本章将强调，科学的魅力不在于现有知识的完善，而在于那些尚未被解答的、驱动我们不断探索的终极问题。读者将带着对宇宙深层结构的好奇心，离开本书，继续追寻那终极的“万有理论”。

第１章　马克苏托夫 (Maksutov)望远镜系统设计范例
　　1.1　课程大纲
　　1.2　系统架构图和元件规格说明
　　1.3　光学系统建立流程
　　1.4　模拟结果分析

第２章　反射罩与积分柱范例
　　2.1　课程大纲
　　2.2　系统架构图和元件规格说明
　　2.3　光学系统建立流程
　　2.4　模拟结果分析

第３章　孔径（Aperture）与削切（Trimming）范例
　　3.1　课程大纲
　　3.2　课程简介
　　3.3　光学系统建立流程

第4章　自定物件范例（Custom Elements Example）
　　4.1　课程大纲
　　4.2　课程简介
　　4.3　光学系统建立流程及模拟结果分析

第５章　图片离散取点范例
　　5.1　课程大纲
　　5.2　课程简介
　　5.3　光学系统建立流程

第６章　扫描器范例
　　6.1　课程大纲
　　6.2　系统架构图和元件规格说明
　　6.3　光学系统建立流程
　　6.4　模拟结果分析

第７章　进阶设定范例
　　7.1　课程大纲
　　7.2　课程简介
　　7.3　光学系统建立流程

第８章　白光LED应用实例
　　8.1　课程大纲
　　8.2　系统架构图和元件规格说明
　　8.3　光学系统建立流程
　　8.4　模拟结果分析

第９章　手机背光模组设计实例
　　9.1　课程大纲
　　9.2　系统架构及元件规格说明
　　9.3　光学系统建立流程
　　9.4　进阶光线追迹设定
　　9.5　模拟结果分析
　　9.6　FRED网点分佈应用说明

附件　FRED 的主题范例与白皮书
　　照明系统应用案例
　　光学软体模拟─FRED道路照明设计之35颗LED照明街灯
　　同调光应用
　　FRED在杂散光分析中的应用
　　FRED特色─生物医学

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光学设计充满兴趣的学生，正在积极准备未来的学术研究和职业发展。学校的课程虽然打下了基础，但总觉得在实际应用层面有所欠缺，尤其是在面对一些前沿的光学技术和应用时，会感到知识的滞后。在了解《光学设计达人必修的九堂课》这本书时，我注意到它可能涵盖了一些“新兴光学技术与应用”的内容。这让我非常兴奋，因为我一直希望能够了解更多关于比如集成光学、光子晶体、或者最新的照明设计等方面的知识，这些都是未来光学领域发展的重要方向。我渴望在这本书中找到一些关于这些新兴领域的技术原理、设计挑战以及实际应用案例的介绍。了解这些前沿信息，不仅能帮助我更好地规划我的学习方向，也能让我对未来的研究课题有一个更清晰的认识。我希望这本书能够提供一些启发性的思路，让我明白这些新兴技术是如何改变光学设计的格局的。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光学设计抱有一种近乎痴迷的热情，尽管我目前的职业并非直接与此相关，但我业余时间会花费大量精力去学习相关的知识。我尤其喜欢那些能够深入剖析问题本质，并提供系统性解决方案的书籍。《光学设计达人必修的九堂课》这个书名本身就充满了吸引力，它暗示着这本书将带领读者掌握光学设计领域的核心技能。《设计中的伦理与职业道德》这个章节的出现，尤其让我感到意外和惊喜。在我看来，一个真正的“达人”不仅仅是技术上的精通，更需要在职业行为上有所遵循。我希望这本书能就光学设计过程中可能遇到的伦理困境，比如知识产权保护、数据保密、以及设计责任等问题，进行深入的探讨。同时，我也期待它能分享一些关于如何建立良好职业声誉，以及如何与同行、客户保持健康合作关系方面的建议。这对我而言，是提升个人格局和职业素养的重要途径。

评分☆☆☆☆☆

作为一个光学工程师，平时的工作内容涉及产品开发中的光学部分，我经常需要和供应商沟通光学元件的设计和生产。最近我一直在思考如何提升自己在光学系统整体设计能力上的不足，尤其是那些能够影响到最终产品性能的关键环节。当我在书店翻阅到《光学设计达人必修的九堂课》时，我被它“达人必修”这个定位所吸引。虽然我自认为在某些专业领域有一定经验，但“达人”这个词总是意味着更深层次的理解和更全面的掌握。我尤其对书中可能涉及的“复杂光学系统设计”部分感到好奇，因为在实际工作中，我们遇到的很多项目都是多镜片、多自由曲面的复杂结构，如何从宏观到微观地进行整体设计，而不是零散地处理每个元件，一直是我追求的目标。我希望这本书能够提供一些构建复杂光学系统思路的方法论，或者分享一些设计经验，比如如何权衡不同设计方案的优缺点，如何进行系统级的公差分析，以及如何有效地进行光机集成。如果它能提供一些关于如何避免“设计陷阱”的建议，那将是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

最近在学习光学设计，简直是摸着石头过河，到处找资料、看论文，脑袋都快炸了。有一天偶然看到一本《光学设计达人必修的九堂课》，虽然我还没来得及深入阅读，但仅仅从目录和一些零散的章节来看，这本书的选题和切入点就让我眼前一亮。它不像我之前看的那些教材，上来就是一堆复杂的数学公式和晦涩的理论，这本书似乎更注重实操性，而且把复杂的知识点拆解成“九堂课”，这种循序渐进的方式，对于我这种光学设计领域的“小白”来说，简直是及时雨。我特别期待它在像“像差的优化与评价”这类内容上，能给出一些具体的案例分析和实用的技巧，而不是空泛的理论讲解。我之前在做一些简单的成像系统设计时，经常会遇到各种各样的像差问题，如何有效地进行优化和评价，一直是我比较头疼的地方。如果这本书能在这方面提供清晰的指导，哪怕只是介绍几种常用的优化策略和评价指标，对我来说都将是巨大的帮助。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能让我学到如何在实际设计中运用这些知识，解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的光学爱好者，我阅读过不少光学方面的书籍，从入门的原理介绍到进阶的案例分析，可谓是涉猎广泛。我发现很多书籍在讲解光学理论时，虽然严谨但略显枯燥，而在介绍实际应用时，又往往缺乏深入的细节。《光学设计达人必修的九堂课》这本书，通过“九堂课”的结构，似乎能够提供一种更具条理性和可读性的学习体验。我特别关注书中是否会涉及“光学设计软件的应用与技巧”这一部分。我曾经尝试过使用一些光学设计软件，但总是感觉自己只是在机械地操作，而没有真正掌握软件的精髓，比如如何有效地设置优化目标，如何利用软件进行蒙特卡洛分析，或者如何解读复杂的优化报告。如果这本书能提供一些关于如何更高效、更智能地使用这些软件的实用技巧，分享一些“小窍门”或者“高级用法”，那将对我大有裨益。我希望它能让我从一个“软件使用者”提升到一个“软件驾驭者”。