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页数:229

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出版时间:2004-1

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787118033014

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现代光学设计与应用 作者： 王志刚，李明 著 出版社： 机械工业出版社 出版日期： 2023年10月 定价： 188.00 元 ISBN： 978-7-111-75890-1 --- 内容简介 《现代光学设计与应用》是一部全面、深入探讨当代光学系统设计理论、方法与工程实践的专业著作。本书旨在为光学工程师、光电技术研发人员、高校相关专业师生提供一个既具有坚实的理论基础，又紧密结合前沿工程应用的参考指南。全书内容覆盖从基础的光学原理到复杂的非球面、衍射光学元件的设计与优化，尤其侧重于现代光学设计软件（如Zemax OpticStudio、Code V等）的实际操作技巧与案例分析。 本书共分十六章，体系结构清晰，逻辑严密，力求在有限的篇幅内涵盖现代光学工程领域的核心知识点。 第一部分：光学设计基础与理论（第1章至第4章） 第一章“光的波动性与几何光学基础”重新回顾了电磁波理论在光传播中的应用，并详细阐述了基于费马原理的几何光学成像理论，包括像差的产生机制和初步的像差校正思想。第二章“经典成像系统的分析与优化”聚焦于折射望远镜、显微镜等经典光学系统的设计流程，重点讲解了如何利用初级像差理论对系统进行初步布局和优化。第三章“调制传递函数（MTF）与成像质量评价”系统介绍了评价光学系统性能的关键指标，如MTF、波前差、信噪比等，并深入探讨了如何通过数值方法精确计算这些指标。第四章“误差分析与公差设定”是工程化设计的核心环节，详细阐述了如何将理论设计转化为可制造的物理产品，包括对制造误差、装配误差的敏感度分析，以及如何根据成本与性能需求设定合理的公差范围。 第二部分：先进光学元件与系统设计（第5章至第9章） 第五章“非球面与自由曲面光学元件”是本书的重点之一。随着数控加工技术的发展，非球面已成为校正高阶像差、简化系统结构的利器。本章详细介绍了不同类型的非球面方程、优化方法，以及它们在复杂系统（如高功率激光系统、手机镜头模组）中的应用。第六章“衍射光学元件（DOE）的设计原理”探讨了利用光栅效应实现特定光束整形或光谱分离的技术。内容涵盖了全息元件、微透镜阵列的设计，以及与传统折射元件的混合集成技术。第七章“变焦与主动光学系统”针对动态光学需求，深入分析了变焦系统的设计难点，如像面跳动、视场变化率的控制，并引入了利用压电陶瓷等驱动元件实现像差实时补偿的主动光学技术。第八章“自由曲面优化与全局搜索”超越了传统的局部优化方法，介绍了利用全局优化算法和像面弯曲优化来解决复杂多目标优化问题的现代设计策略。第九章“照明光学与杂散光控制”转向了对光能传输效率和环境光抑制的研究，详细讲解了LED照明系统的配光设计、Lenticular/Fly-eye透镜的使用，以及如何通过黑化处理、挡板设计有效控制杂散光，确保系统对比度。 第三章：特殊应用领域的光学工程（第10章至第13章） 第十章“红外与紫外光学系统设计”关注于非可见光波段的特殊挑战。红外波段的材料选择（如锗、硒化锌）、热补偿设计，以及紫外波段的材料吸收和表面镀膜特性被重点讨论。第十一章“激光系统中的光学设计”聚焦于高能量密度环境下的光学挑战，包括激光束质量的维持、损伤阈值的控制、非线性效应的规避，以及光束整形器的设计。第十二章“微纳光学与光子晶体”介绍了超越传统几何光学的范畴，探讨了光子晶体、超表面（Metasurface）等前沿技术在超小型化光学器件中的应用潜力。第十三章“光谱仪与衍射光栅设计”详细阐述了用于科学分析领域的光谱仪系统的设计，包括色散元件的选择、杂散光谱的抑制、以及高分辨度光栅的优化方法。 第四部分：工程实践与前沿展望（第14章至第16章） 第十四章“光学系统装配与测试”将理论设计与实际制造紧密结合。详细介绍了接触式测量（CMM）与非接触式测量（干涉仪）的原理与应用，以及如何根据公差报告进行装配流程的设计与验证。第十五章“光学镀膜技术与薄膜设计”分析了增透膜、高反射膜、分光膜的理论模型，并介绍了膜系设计软件的使用，强调了多层膜对系统性能的决定性影响。第十六章“未来光学技术趋势”对新兴领域进行了展望，包括计算光学成像、基于机器学习的光学系统逆向设计、以及柔性光学与可穿戴设备中的集成方案。 本书配有大量精选的工程案例和图示，帮助读者理解复杂的数学模型和物理概念。作者团队由资深光学专家组成，结合了多年的教学经验和工业界的项目实践，确保了本书内容的权威性与实用性。 目标读者： 光学工程、光电子技术、物理学相关专业的研究生及本科高年级学生。 从事光学仪器、精密仪器、消费电子产品、医疗器械等领域的光学系统设计、测试与研发的工程师。 希望系统学习现代光学设计技术的自学者和跨领域技术人员。 --- 本书特点： 1. 理论与实践并重： 既有扎实的物理基础，又包含大量实际工程设计中必须掌握的工具和方法。 2. 聚焦现代技术： 大篇幅介绍非球面、自由曲面、衍射光学等现代光学系统设计中不可或缺的关键技术。 3. 软件操作指导： 穿插了主流光学设计软件的界面与操作逻辑的分析，增强了对实际工作流程的代入感。 4. 覆盖面广： 兼顾了成像、照明、激光、光谱等多个重要的应用方向。

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这本厚厚的精装书拿到手里，沉甸甸的，光是封面设计就透着一股子严谨劲儿，那种老派的科技书籍风格，字体选择和排版都非常讲究，让人忍不住想一头扎进去。我本来对这个领域只是略知一二，抱着学习新知识的心态翻开了第一章，立刻就被作者那种深入浅出的叙述方式吸引住了。他没有一上来就抛出复杂的理论和晦涩的术语，而是从最基础的概念讲起，仿佛是带着一个完全不懂的新手在一步步构建知识的地图。尤其是在讲解一些核心概念的时候，作者似乎总能找到最恰当的比喻，让那些抽象的、原本很难想象的内部运作机制变得清晰可见。比如，他对数据流动的描述，竟然让我想象出了一条条在电路板上奔跑的小溪，这条小溪的水量、流速、遇到的障碍物，都对应着程序运行的不同状态。这种教学方法，极大地降低了初学者的门槛，也让已经有一定基础的人能重新审视那些被自己忽略的细节。我特别欣赏作者在章节末尾设置的“思考题”，它们不是简单的知识点复述，而是需要读者停下来，结合实际应用场景去深入分析和权衡利弊，真正做到了学以致用，而不是死记硬背。这本书的深度和广度都令人印象深刻，它绝不是一本速成的“秘籍”，更像是一份值得反复研读的学术指南，带着你系统性地打磨自己的技术底蕴。

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说实话，我拿到这本书的时候，心里是抱着一丝怀疑的，因为市面上涉及计算机技术这类主题的书籍汗牛充栋，真正能让人眼前一亮的实在不多，大多是内容陈旧或者翻译腔过重，读起来非常费劲。然而，这本书却展现出一种独特的现代感和前瞻性。它的结构安排非常巧妙，逻辑链条环环相扣，从宏观的系统架构到微观的底层实现，过渡得极其自然流畅。我最欣赏的一点是，作者在阐述技术原理时，总是能结合最新的行业趋势和实际案例进行佐证，这使得书中的内容丝毫没有“纸上谈兵”的感觉。例如，在讨论到某种算法的效率瓶颈时，他没有停留在理论分析层面，而是引用了几个知名科技公司在特定场景下遇到并解决类似问题的实例，这种接地气的做法极大地增强了说服力。阅读过程中，我感觉自己就像是跟着一位经验丰富的工程师进行实地考察，每一个技术难点都被剖析得淋漓尽致，而且解决方案的思路清晰、步骤明确。这本书对我最大的启发在于，它让我认识到技术决策背后的权衡艺术——没有绝对完美的方案，只有最适合当前环境的取舍。对于任何一个想要在技术领域深耕的人来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种解决问题的思维框架和审慎态度。

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这本书的装帧和排版绝对是工艺品级别的，厚实的纸张，清晰的印刷，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳，这对于动辄上百页的技术著作来说，是一个巨大的加分项。但抛开这些外在的优点，真正让我反复回味的是它对“系统思维”的塑造。作者似乎非常推崇整体大于部分之和的理念，在书中构建了一个庞大而精密的知识网络。当你读到后面章节时，会猛然发现前面铺垫的看似不相关的概念，其实在更深层次上有着精妙的联系。这种知识的交织和渗透，让读者很难用简单的“主题分类”来概括这本书的内容。它更像是一部关于如何构建复杂信息处理系统的百科全书式的论述。我特别喜欢作者在某些关键转折点上留下的空白和留白的提问，它们引导读者去思考“如果换一个约束条件，结果会如何变化”，这种开放性的思考空间，远比被动接受既定结论更有价值。这本书不仅仅是传授技术，更是在培养一种严谨、全面、具备前瞻性的技术视野。每次合上书本，我总感觉自己的思维层面被提升了一个台阶，看问题也更加透彻和平衡了。

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这本书的阅读体验简直是惊艳，但这种“惊艳”并非来自于花哨的图表或夸张的宣传，而是源于其内容的厚度和作者非凡的驾驭能力。我花了近一个月的时间才读完一遍，期间多次停下来查阅相关的历史背景资料，因为作者时不时会引用一些经典的技术文献或早期系统的设计哲学。这种跨时代的对话感，让这本书的价值立刻提升了一个档次。它不仅仅是关于“如何做”，更是关于“为什么会演变成今天的样子”。作者在叙事中穿插了大量对技术演进历程的洞察，对于理解当前技术栈的局限性和未来发展方向，有着不可替代的引导作用。比如，当他讲解到某种数据结构时，会追溯到其诞生时的计算资源限制，再对比如今的内存和处理速度，这种历史的纵深感让读者对所学知识的理解更加深刻，不再是孤立的片段。这本书的语言风格非常沉稳内敛，没有过多的情感渲染，但字里行间透露出的是对计算机科学的深厚敬意和对精确表达的极致追求。我感觉自己像是在阅读一本经典教材，那种被严谨知识体系包裹的充实感，是其他快餐式技术读物无法给予的。

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我是一个偏好实操的实践派读者，通常对理论性太强的书籍敬而远之，总觉得那些复杂的数学公式和抽象模型会把我带入迷宫。但是，这本书成功地打破了我的固有偏见。它的理论深度毋庸置疑，但更令人称道的是其对理论与实践结合的平衡把握。作者似乎非常理解不同背景读者的需求，在关键的理论节点后，总会紧接着给出清晰的、可操作性的代码示例或者伪代码分析。这些示例不是简单地复制粘贴就能运行的“样板代码”，而是经过精心设计，旨在突出特定技术点的核心逻辑。我甚至动手将其中几个复杂流程用我常用的编程语言重新实现了一遍，这个过程让我对理论的理解从模糊的“知道”上升到了清晰的“掌握”。更绝妙的是，作者没有局限在单一的编程范式下讨论问题，而是从更底层、更通用的角度去剖析，这使得书中的思想可以灵活迁移到不同的技术栈中去。这种“授人以渔”的教学方式，远比直接告知具体步骤要高明得多。这本书真正教会我的，是如何站在更高的维度去看待技术问题，并设计出健壮、高效的解决方案。

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