具体描述
本丛书的“三通”，指“无师自通、一点就通、融会贯通”，是对本丛书体例特点的概括与反映。丛书各册一般周设计练习，采用先练，后点，再提高的结构模式：先练，让学生尝试“无师自通；后点，以针对性的典例讲析点拨方法，释疑解难，学生从中感悟“一点就通”；通过相应的变题训练进一步巩固所学方法，提高应变能力和运用能力，实现“融会贯通”。“三通”，强调的是一个“通”字，其中不可避免要涉及两个总是即通什么与怎么通。本丛书力求贯彻新课标理念，从自主学习和探索方法而一通百通两个切入点解决这两个问题。
丛书的立意是：设计减负练习、体现素质教育、演绎高效学习。
应该说，新课标所倡导的自主学习、创新学习的理念已成为教育的共识。在策划过程中，我们对省内外多所有不同教学特色的中学进行了调研。我们发现，无论是被称为奥赛金牌摇篮的启东中学，还是靠“先学后教”的模式大面积提高教学质量的洋思中学，都有一个共同的特点，即引导学生自主学习、自我探索，教师加强方法指导。“三通”丛书采用先练习后点拨的体例结构，是“先学后教”的模式从课内向课外的延伸，也是成功经验的总结与推广。
《现代光学原理与应用》：深入探索光的世界 图书简介 书名： 现代光学原理与应用 作者： [此处可填写一个虚构的权威专家姓名，例如：陈光宇、李文斌] 出版社： [此处可填写一个专业学术出版社名称，例如：清华大学出版社、科学出版社] 内容简介 《现代光学原理与应用》是一部全面、深入且具有前瞻性的专业著作，旨在为物理学、电子工程、材料科学、生物医学工程等领域的学生、研究人员及工程师提供一个坚实的理论基础和广泛的应用视角。本书并非对传统几何光学或经典电磁波理论的简单复述，而是聚焦于二十世纪以来，尤其是近三十年以来，随着量子力学、激光技术和纳米技术飞速发展而涌现出的现代光学领域的核心概念、前沿技术及其在尖端科学研究和工业实践中的具体应用。 本书的结构设计遵循从基础理论到复杂应用递进的逻辑主线，确保读者在掌握基本原理的基础上，能够理解并驾驭现代光学系统的复杂性。 第一部分：光与物质相互作用的量子基础 本部分奠定了理解现代光学现象的微观基础。我们摒弃了纯粹的宏观电磁场描述，转而深入探讨光子与原子、分子能级之间的精确相互作用。 第一章：量子光学导论与光子的概念重构 本章详细阐述了从经典光概念向量子光概念的过渡。重点解析了光子作为基本能量量子的特性，引入了量子场论的初步概念，特别是光场的量子化描述。讨论了光子在真空中的传播特性，以及如何使用量子力学语言描述光束的相干性与偏振态。 第二章：原子能级结构与光谱学基础 深入剖析了玻尔模型之外的更精确的原子结构理论，如施塔克效应和塞曼效应的量子解释。详细介绍了自发辐射、受激辐射和吸收过程的概率计算，这是理解激光产生的基石。本章引入了密度矩阵理论在描述多能级系统动力学中的应用。 第三章：光与物质相互作用的半经典描述 本章桥接了量子力学和经典电磁学的鸿沟。核心内容是半经典理论下的光吸收和散射过程。详细推导了光与分子偶极矩的相互作用哈密顿量，并用其解释了拉曼散射（Raman Scattering）的微观机制，特别是逆拉曼散射的应用前景。 第二部分：相干光、激光技术及其控制 本部分是全书的重中之重，详细阐述了现代光学的核心技术——激光及其在精密测量中的应用。 第四章：激光器原理与腔内模式 本章系统梳理了激光器的基本结构（增益介质、泵浦源、光学谐振腔）。着重分析了谐振腔的稳定性判据，并精确计算了不同腔型（如平平行腔、共焦腔、赫歇尔腔）下的纵模和横模分布（TEM 模式）。深入探讨了增益饱和理论和阈值功率的计算。 第五章：特殊激光器与超快光学 除了传统的固体激光器和气体激光器，本章聚焦于现代尖端光源：半导体激光器（DFB、VCSELs）的工作原理和光电转换效率的优化。更重要的是，引入了锁模技术，详细分析了主动锁模和被动锁模（如可饱和吸收体）的物理机制，并讨论了飞秒脉冲的产生、测量和色散管理。 第六章：光束整形与传播 本章处理的是光场在空间上的分布与控制。从傅里叶光学出发，详细推导了高斯光束的传播特性，包括光束腰、瑞利长度和光斑大小的精确计算。随后，引入了衍射光学元件 (DOE) 的设计原理，如菲涅耳波带片和全息光栅的设计方法，用于实现复杂的光束整形和聚焦。 第三部分：波动光学与信息处理 本部分着眼于光波的干涉、衍射在信息传输和成像中的应用，强调了相干光在提高分辨率和对比度方面的优势。 第七章：傅里叶光学与全息术 本章将波动光学提升到数学处理的高度。利用傅里叶变换描述了透镜的成像过程，解释了光学系统的频率响应和空间滤波技术。全息术部分详细介绍了记录和再现全息图的原理，包括数字全息成像 (DHI) 在三维重建中的应用。 第八章：非线性光学现象与材料 非线性光学是现代光学区别于经典光学的关键特征之一。本章详细介绍了二阶和三阶非线性效应，如频率倍增（SHG）、参量下转换 (OPO) 和自相位调制 (SPM)。重点讨论了准相位匹配 (QPM) 技术在提高频率转换效率中的关键作用。 第九章：光纤光学与集成光子学 本部分将光学系统小型化和集成化。详细分析了光纤中的模式理论，包括单模光纤和多模光纤的有效折射率和截止波长计算。对于集成光子学，重点介绍了波导理论、耦合器（如Y-分支、定向耦合器）的设计，以及光电调制器的基本原理。 第四部分：前沿应用与跨学科交叉 本部分展示了现代光学在生命科学、传感和前沿物理中的革命性应用。 第十章：光学传感与计量学 深入探讨了基于光干涉的精密测量技术，如激光干涉仪在位移、振动和引力波探测中的应用。详细介绍了光纤布拉格光栅 (FBG) 传感器的工作原理及其在结构健康监测中的优势。 第十一章：生物医学光学成像 本章重点介绍光在生命组织中的行为和成像技术。包括： 1. 散射与吸收： 讨论光在生物组织中的衰减机制，特别是对“散射窗口”的利用。 2. 光学相干层析成像 (OCT)： 详细解析了基于低相干干涉原理的浅层组织高分辨率断层成像技术。 3. 荧光显微技术： 介绍了共聚焦显微镜、双光子显微镜以及受激发射损耗 (STED) 等超分辨技术，它们如何突破传统衍射极限。 第十二章：量子信息与光 作为对第一部分量子基础的回溯与升华，本章探讨了量子光学在信息技术中的角色。包括单光子源的制备、量子纠缠的生成与表征，以及量子密钥分发（QKD）的基本协议和实现方案。 --- 本书特色： 理论深度与广度兼顾： 严格的数学推导保证了理论的严谨性，同时广泛覆盖了激光、非线性、生物医学等多个应用前沿。 强调现代技术： 大量引入了近十年内发展的关键技术，如超快光学、光纤传感和先进显微成像。 丰富的例题与习题： 每章后附有精心设计的计算题和概念分析题，帮助读者巩固知识，培养解决实际问题的能力。 前瞻性视野： 书末对量子计算中的光子操纵、超材料光学等未来方向进行了展望。 目标读者： 本书是高等院校物理学、光电信息工程、应用物理学专业高年级本科生、硕士及博士研究生，以及从事光电子、激光设备研发和光学生物医学工程领域的专业技术人员的理想参考书。掌握本书内容，将为进入光子学高精尖研究领域打下坚实的基础。
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