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現代光學實驗指導書(高等院校光電類專業系列規劃教材)

  • 作者：編者:袁波|責編:王波
  • 出版社：浙江大學
  • ISBN：9787308276405
  • 出版日期：2026/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：251
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是一本專門針對光學領域的學習者和實踐者設計的實驗指導手冊。本書系統地介紹了現代光學實驗的基本原理、實驗裝置、實驗方法、操作步驟和數據分析，實驗內容涵蓋光的基本特性（如干涉、衍射、偏振等）、激光技術、光譜分析、成像與顯示等，通過精心挑選的現代光學實驗案例，使讀者不僅容易掌握傳統光學實驗技能，還能深入了解現代光學技術的最新進展。書中配有大量高清插圖和實驗裝置圖，幫助讀者直觀理解實驗原理和設備構造，此外每個實驗還附有實驗背景介紹、思考題與拓展閱讀資料，進一步激發讀者進行自主探索。無論是光學專業的學生、研究人員還是工程師，都能從本書中獲益匪淺。
作者介紹
編者:袁波|責編:王波
目錄
緒 論
  0.1 光學實驗的發展歷史
  0.2 光學實驗的作用與重要性
  0.3 本書概要
參考文獻
第1章 光學實驗基礎
  本章知識點
  1.1 光學實驗的基本設備和儀器
    1.1.1 光源和探測器
    1.1.2 光學平台與機械件
    1.1.3 主要光學儀器
  1.2 基本光學元件
    1.2.1 光傳播方向與波前控制元件
    1.2.2 光束光譜調製元件
    1.2.3 光束偏振態操控元件
    1.2.4 其他
  1.3 基本光學測量技術
    1.3.1 光的方向測量
    1.3.2 光的強度測量
    1.3.3 光的偏振測量
    1.3.4 光的波長測量
  1.4 光學實驗的數據處理與分析
    1.4.1 實驗數據的記錄
    1.4.2 實驗數據的分析處理
    1.4.3 實驗數據的表達
    1.4.4 實驗數據誤差分析
  1.5 光學實驗的安全注意事項
    1.5.1 激光安全
    1.5.2 高壓安全
    1.5.3 光學元件操作規程
  思考題與習題
  參考文獻
第2章 實驗1-1：固體激光器
  本章知識點
  2.1 實驗導讀
  2.2 實驗目的
  2.3 實驗儀器與器件
    2.3.1 實驗儀器
    2.3.2 實驗器件
  2.4 實驗原理
    2.4.1 LD泵浦固體激光器
    2.4.2 Nd: YAG激光器的泵浦方式
    2.4.3 激光光束質量
    2.4.4 激光偏振態及測量
    2.4.5 激光倍頻原理
  2.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    2.5.1 LD泵浦的固體激光器的搭建
    2.5.2 光束質量測量
    2.5.3 激光偏振態測量
    2.5.4 激光倍頻

  思考題與習題
  參考文獻
第3章 實驗1-2：發光器件調製與光信號檢測
  本章知識點
  3.1 實驗導讀
  3.2 實驗目的
  3.3 實驗儀器與器件
    3.3.1 實驗儀器
    3.3.2 實驗器件
  3.4 實驗原理
    3.4.1 LED和LD的驅動特性
    3.4.2 直流電源的恆壓驅動模式
    3.4.3 專用LD驅動器
    3.4.4 LED和LD的調製方法
  3.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    3.5.1 用恆壓源驅動二極體
    3.5.2 LD驅動器恆流驅動二極體
    3.5.3 LD驅動器恆功率驅動二極體
    3.5.4 LD和LED的信號調製
  思考題與習題
  參考文獻
第4章 實驗1-3：飛秒激光器的特徵參量
  本章知識點
  4.1 實驗導讀
  4.2 實驗目的
  4.3 實驗儀器與器件
    4.3.1 實驗儀器
    4.3.2 實驗器件
  4.4 實驗原理
    4.4.1 光纖飛秒激光器概述
    4.4.2 飛秒激光特徵參量及測量原理
    4.4.3 光纖飛秒激光器的倍頻方法及原理
    4.4.4 光纖飛秒激光脈寬估算
  4.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    4.5.1 飛秒激光器的重複頻率、光譜與平均功率測量
    4.5.2 飛秒激光器的倍頻
    4.5.3 飛秒激光的脈衝時域測量
  思考題與習題
  參考文獻
第5章 實驗1-4：激光雕刻加工
  本章知識點
  5.1 實驗導讀
  5.2 實驗目的
  5.3 實驗儀器與器材
    5.3.1 實驗儀器
    5.3.2 實驗器材
  5.4 實驗原理
    5.4.1 激光雕刻技術及系統組成
    5.4.2 激光雕刻系統工作原理
    5.4.3 激光雕刻方式

  5.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    5.5.1 實驗準備與安全規範
    5.5.2 通用操作流程
    5.5.3 核心工藝參數探究
  思考題與習題
  參考文獻
第6章 實驗2-1：光致發光光譜
  本章知識點
  6.1 實驗導讀
  6.2 實驗目的
  6.3 實驗儀器與器材
  6.4 實驗原理
    6.4.1 光致發光的原理
    6.4.2 光致發光光譜的應用
    6.4.3 電致發光原理
    6.4.4 電致發光光譜的應用
    6.4.5 共聚焦顯微技術
    6.4.6 光譜測量技術
    6.4.7 測量系統概述
  6.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    6.5.1 測量系統光路搭建
    6.5.2 測量系統的波長校準
    6.5.3 測量系統的性能測試
    6.5.4 測量系統的樣品表徵能力測試
    6.5.5 探究性實驗
  思考題與習題
  參考文獻
第7章 實驗2-2：LD激光光譜
  本章知識點
  7.1 實驗導讀
  7.2 實驗目的
  7.3 實驗儀器與器材
    7.3.1 實驗儀器
    7.3.2 實驗器材
  7.4 實驗原理
    7.4.1 Rb原子D1和D2譜線的精細/超精細結構
    7.4.2 LD調製光譜測量方法
    7.4.3 波長定標
    7.4.4 Rb原子光譜定量分析
    7.4.5 飽和吸收原理
    7.4.6 飽和吸收光譜測量方法
  7.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    7.5.1 LD輸出光譜的溫度和電流特性
    7.5.2 LD激光光譜實驗
    7.5.3 飽和吸收光譜實驗
  思考題與習題
  參考文獻
第8章 實驗2-3：顯微成像光譜
  本章知識點
  8.1 實驗導讀

  8.2 實驗目的
  8.3 實驗儀器與器材
    8.3.1 實驗儀器
    8.3.2 實驗器材
  8.4 實驗原理
    8.4.1 多光譜/高光譜成像原理
    8.4.2 多色LED的多光譜顯微鏡
    8.4.3 顯微拉曼光譜成像系統
    8.4.4 實驗樣品的選擇
  8.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    8.5.1 多色LED的顯微多光譜成像
    8.5.2 顯微拉曼光譜成像
  思考題與習題
  參考文獻
第9章 實驗3-1：平板液晶顯示器的光電特性
  本章知識點
  9.1 實驗導讀
  9.2 實驗目的
  9.3 實驗儀器與器材
    9.3.1 實驗儀器
    9.3.2 實驗器材
  9.4 實驗原理
    9.4.1 液晶顯示器及其核心光電特性概述
    9.4.2 解析度
    9.4.3 對比度
    9.4.4 階調特性
    9.4.5 測試對象與測試圖樣製作
    9.4.6 測試儀器——亮度計
    9.4.7 測試儀器——讀數顯微鏡或數碼顯微鏡
    9.4.8 步進電機控制器
  9.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    9.5.1 測量系統搭建
    9.5.2 LCD像素結構觀察
    9.5.3 LCD亮度影響因素
    9.5.4 LCD空間均勻性測量
    9.5.5 LCD階調特性測量
    9.5.6 LCD對比度測量
    9.5.7 LCD角度特性測量
    9.5.8 LCD預熱特性測量
  思考題與習題
  參考文獻
第10章 實驗3-2：多模式顯微成像系統
  本章知識點
  10.1 實驗導讀
  10.2 實驗目的
  10.3 實驗儀器與器材
    10.3.1 實驗儀器
    10.3.2 實驗器材
  10.4 實驗原理
    10.4.1 科勒照明與明場成像原理

    10.4.2 明場成像的應用
    10.4.3 暗場成像原理
    10.4.4 暗場成像的應用
    10.4.5 相襯成像原理
    10.4.6 相襯成像的應用
  10.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    10.5.1 光路設計
    10.5.2 系統搭建及調試
    10.5.3 樣品測試
  思考題與習題
  參考文獻
第11章 實驗3-3：光學系統成像質量評價
  本章知識點
  11.1 實驗導讀
  11.2 實驗目的
  11.3 實驗儀器與器材
    11.3.1 實驗環境
    11.3.2 實驗儀器
    11.3.3 測試分析軟體
    11.3.4 常用像質測試卡
  11.4 實驗原理
    11.4.1 基本拍攝要求
    11.4.2 分辨力測試
    11.4.3 MTF/SFR測試
    11.4.4 畸變測試
    11.4.5 色彩還原性和白平衡測試
    11.4.6 灰階測試
  11.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    11.5.1 分辨力測試實驗
    11.5.2 MTF測試實驗
    11.5.3 畸變測試實驗
    11.5.4 色彩還原和白平衡測試實驗
    11.5.5 灰度測試實驗
  思考題與習題
  參考文獻
第12章 實驗4-1：雙目三維測量及立體顯示
  本章知識點
  12.1 實驗導讀
  12.2 實驗目的
  12.3 實驗儀器與器材
    12.3.1 實驗儀器
    12.3.2 實驗器材
  12.4 實驗原理
    12.4.1 雙目三維測量原理
    12.4.2 雙目立體顯示原理
  12.5 實驗內容、實驗步驟和實驗要求
    12.5.1 雙目相機標定
    12.5.2 圖像校正與立體匹配
    12.5.3 距離視差公式驗證
    12.5.4 三維尺寸測量

    12.5.5 立體顯示與舒適度主觀評估
  思考題與習題
  參考文獻
第13章 實驗4-2：基於機器視覺的人機對弈
  本章知識點
  13.1 實驗導讀
  13.2 實驗目的
  13.3 實驗裝置和儀器
    13.3.1 實驗裝置
    13.3.2 實驗儀器
  13.4 實驗原理
    13.4.1 整體結構與工作流程
    13.4.2 圖像識別模塊
    13.4.3 AI對弈模塊
    13.4.4 機電控制模塊
    13.4.5 機械運動模塊
  13.5 實驗內容、實驗步驟及實驗要求
    13.5.1 系統搭建與軟體環境配置
    13.5.2 系統標定與調試
    13.5.3 各模塊功能測試與分析
    13.5.4 人機對弈整體聯調
    13.5.5 顏色檢測功能驗證
  思考題與習題
  參考文獻
附錄A 常用儀器相關參數
  A.1 激光器相關參數
    A.1.1 固體激光器常用參數
    A.1.2 飛秒激光器特徵參量
  A.2 發光器件參數
    A.2.1 LED特性參數
    A.2.2 LD特性參數
  A.3 光信號檢測參數
    A.3.1 光電探測器關鍵參數
    A.3.2 光電二極體陣列（PDA）參數
  A.4 光譜測量相關
    A.4.1 常用標準光譜線
    A.4.2 常用熒光與拉曼參考峰
  A.5 成像與顯示參數
    A.5.1 光學系統解析度相關
    A.5.2 液晶顯示器（LCD）典型參數
  A.6 CCD/CMOS圖像感測器參數
附錄B 常用光學元件及其參數說明
  B.1 透鏡
    B.1.1 球面透鏡
    B.1.2 非球面鏡
  B.2 反射鏡（平面反射鏡）
  B.3 偏振元件
    B.3.1 線偏振片
    B.3.2 波片（相位延遲器）
  B.4 光柵

  B.5 濾光片
    B.5.1 帶通濾光片
    B.5.2 中性密度濾光片（ND Filter）
  B.6 光纖與光波導
    B.6.1 單模光纖（SMF）
    B.6.2 多模光纖（MMF）
    B.6.3 光纖使用關鍵參數
附錄C 實驗報告撰寫指南
  C.1 封面模板
  C.2 摘要
  C.3 一 引言
  C.4 二 實驗裝置與方法
  C.5 三 實驗數據與分析
  C.6 四 討論
  C.7 五 結論
  C.8 參考文獻
  C.9 其他

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