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高等光學概論/中國科學院大學研究生教材系列

  • 作者：編者:史禕詩|責編:劉鳳娟//楊探
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030777256
  • 出版日期：2023/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：382
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是一本全面介紹光學原理和應用的教材，其特色在於以相位貫穿全書，結合科研前沿內容，包括數字全息、疊層成像和光學加密等新興光學技術，旨在為高等教育階段的學生和專業人士提供深入了解光學領域的基礎知識和關鍵概念。
    在本書中，我們將以相位為核心概念，系統地討論光的傳播、衍射、干涉和偏振等各個方面，並強調相位在光學中的重要性和應用。本書的特點之一是注重理論與實踐的結合，並提供了豐富的應用案例，幫助讀者將理論知識與實際問題聯繫起來。此外，它還包含了實驗室實踐指導和電腦模擬的內容，以幫助讀者鞏固和應用所學的光學概念。
作者介紹
編者:史禕詩|責編:劉鳳娟//楊探
目錄
前言
第1章  相位：又一新的「維度」
  1.1  相位概念對於光學的意義
  1.2  光波復振幅
    1.2.1  球面波的復振幅
    1.2.2  平面波的復振幅
    1.2.3  光波強度的表示
  1.3  相位與振幅的互換
  1.4  三維測量中的相位和相位包裹問題
  1.5  擴展閱讀：與相位概念相關的物理與數學背景
  附錄
  習題
  參考文獻
第2章  空間頻率
  2.1  空間頻率的引入
  2.2  波的疊加
  2.3  傅里葉變換
    2.3.1  一維傅里葉變換
    2.3.2  二維傅里葉變換
    2.3.3  傅里葉變換的性質
    2.3.4  常用傅里葉變換
  2.4  空間頻率的丟失、卷積的物理意義、成像系統的基本原理
    2.4.1  卷積的一維定義
    2.4.2  卷積的二維定義
    2.4.3  卷積的物理意義
    2.4.4  卷積定理
    2.4.5  成像系統的基本原理
  2.5  空間頻率和抽樣定理
    2.5.1  二維抽樣定理
    2.5.2  函數的還原
    2.5.3  空間帶寬積
  2.6  擴展閱讀：結構光照明顯微技術
  習題
  參考文獻
第3章  透過率函數
  3.1  衍射模型中被忽略的要素：透過率函數
    3.1.1  含有透過率函數描述的衍射模型
    3.1.2  透鏡的相位調製作用
    3.1.3  透過率函數的物理意義
  3.2  衍射模型的基本猜想：惠更斯-菲涅耳原理
    3.2.1  狹縫衍射
    3.2.2  圓孔衍射
  3.3  廣義的透過率函數：傳遞函數和脈衝響應函數
    3.3.1  脈衝響應
    3.3.2  線性空不變系統
    3.3.3  線性不變系統的傳遞函數
  3.4  抽樣定理模擬實驗
  附錄
  習題
  參考文獻

第4章  衍射模型
  4.1  衍射模型的來歷
  4.2  標量衍射理論應用的前提
    4.2.1  惠更斯-菲涅耳原理
    4.2.2  亥姆霍茲方程
    4.2.3  亥姆霍茲和基爾霍夫積分定理
    4.2.4  基爾霍夫衍射公式
    4.2.5  光波傳播的性質
  4.3  近場與遠場衍射模型
    4.3.1  菲涅耳衍射
    4.3.2  夫琅禾費衍射
    4.3.3  角譜衍射理論
  4.4  衍射模型的數值模擬方法：以Matlab平台為例（代碼見附錄）
  4.5  擴展閱讀：衍射模型的歷史背景
  4.6  運用衍射模型的模擬方法探索泰伯效應、貝塞爾光束等
    4.6.1  泰伯效應
    4.6.2  貝塞爾光束
  附錄
  習題
  參考文獻
第5章  干涉模型
  5.1  干涉與衍射的區別與聯繫
  5.2  三種典型的干涉儀
    5.2.1  邁克耳孫干涉儀
    5.2.2  馬赫-曾德爾干涉儀
    5.2.3  薩格奈特干涉儀
    5.2.4  Matlab模擬
    5.2.5  實驗結果及分析
  5.3  時間相干性和空間相干性
    5.3.1  時間相干性
    5.3.2  空間相干性
  5.4  部分相干光理論與范西泰特-澤尼克定理
    5.4.1  部分相干光理論
    5.4.2  范西泰特-澤尼克定理
  5.5  無處不在的干涉：引力波的測量及其他
    5.5.1  激光干涉測量技術
    5.5.2  光電外差檢測技術
    5.5.3  引力波
  附錄
  習題
  參考文獻
第6章  透鏡的變換作用
  6.1  透鏡的相位變換作用：最普遍的光學元件對於系統的地位
    6.1.1  透鏡的功能
    6.1.2  雙凸球面薄透鏡的厚度方程
    6.1.3  薄透鏡對光場的作用
  6.2  透鏡與傅里葉變換
    6.2.1  物體緊靠透鏡
    6.2.2  物體放置在透鏡前方
    6.2.3  物體放置在透鏡後方

  6.3  衍射的標準分析方法——空頻對易：以透鏡系統為例
  6.4  像差的衍射分析
    6.4.1  廣義光瞳函數
    6.4.2  像差對相干傳遞函數的影響
    6.4.3  像差對光學傳遞函數的影響
    6.4.4  像差對非相干傳遞函數的影響討論
  6.5  擴展閱讀：物理光學中的廣義「透鏡」
    6.5.1  廣義條件下透鏡的相位變換因子
    6.5.2  廣義單透鏡系統的傅里葉變換
    6.5.3  Matlab模擬
  習題
  參考文獻
第7章  衍射視角下的光學成像
  7.1  阿貝成像
    7.1.1  阿貝成像原理
    7.1.2  顯微鏡成像系統
    7.1.3  阿貝-波特實驗
    7.1.4  阿貝成像的模擬與實驗結果
  7.2  光學成像系統的衍射分析
  7.3  成像系統的解析度
  7.4  相干成像和非相干成像
    7.4.1  成像系統的普遍模型
    7.4.2  相干傳遞函數
    7.4.3  光學傳遞函數
    7.4.4  相干成像和非相干成像的比較
  7.5  擴展閱讀：有像差成像系統的傳遞函數
  附錄
  習題
  參考文獻
第8章  4f系統
  8.1  光學信息處理的問題來源：以澤尼克相襯顯微鏡為例
  8.2  光學圖像處理與數字處理：以4f系統為例
    8.2.1  空間頻率濾波技術
    8.2.2  三透鏡系統——4f系統
    8.2.3  二透鏡系統
  8.3  4f系統的應用：駕馭空間頻率的若干實例
    8.3.1  常見濾波器
    8.3.2  空間濾波的傅里葉分析
  8.4  4f系統的孿生兄弟：空間相關器
  8.5  擴展閱讀：光信息處理系統的「智能性」及代表性實驗
  習題
  參考文獻
第9章  衍射的逆問題
  9.1  衍射光學元件的設計
    9.1.1  衍射光學元件
    9.1.2  衍射相位元件的設計原理
  9.2  全息術
    9.2.1  光學全息
    9.2.2  計算全息
    9.2.3  數字全息

    9.2.4  Matlab模擬
    9.2.5  其他全息技術
  9.3  光學加密與電腦實現及光學實驗
    9.3.1  基於4f系統的加密方法
    9.3.2  基於菲涅耳域的圖像隱藏方法
  附錄
  習題
  參考文獻
第10章  疊層成像
  10.1  相干衍射成像概述
    10.1.1  基本原理
    10.1.2  G-S演算法
  10.2  疊層衍射成像原理
    10.2.1  基本原理
    10.2.2  實驗結果
  10.3  多波長疊層成像
    10.3.1  基本原理
    10.3.2  多波長同時照明的菲涅耳域非相干疊層衍射成像
  10.4  傅里葉疊層成像
    10.4.1  基本原理
    10.4.2  基於傅里葉疊層成像的光學圖像加密
  10.5  相干調製成像
  10.6  三維疊層成像
    10.6.1  基本原理
    10.6.2  多波長三維疊層衍射成像演算法
    10.6.3  三維疊層衍射成像的優勢
  10.7  疊層成像與光學加密
    10.7.1  基本原理
    10.7.2  基於非機械移動式疊層成像的光學信息隱藏
    10.7.3  實驗結果
  10.8  單次曝光疊層成像與疊層編碼
    10.8.1  單次曝光疊層成像
    10.8.2  單次曝光疊層編碼
  附錄
  習題
  參考文獻

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