激光原理技术及应用

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出版者:哈工大出版社
作者:李相银
出品人:
页数:431
译者:
出版时间:2004-1
价格:36.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787560320885
丛书系列:
图书标签:
  • 激光原理
  • 激光技术
  • 激光应用
  • 光学
  • 物理学
  • 光电子学
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具体描述

《激光原理技术及应用》从激光应用角度考虑,系统地介绍了激光形成的基本原理、基本的激光器件、基本的激光技术及应用。主要内容包括激光的原理及技术基础、激光工作物质及基本原理、光学谐振腔、激光器工作原理、典型的激光器件、其他激光器、激光技术、激光技术器件的设计及选用原则、激光器件及激光技术实验、激光技术在国防科技领域中的应用、激光技术在工业及其他方面的应用。书中融入了一些高新技术的基本原理及方法,启发性、研究性、实用性强。

现代光学系统设计与工程实践 本书聚焦于复杂光学系统的设计、分析、集成与实际工程应用,深度剖析从理论基础到前沿技术迭代的全过程。 第一部分:光学系统基础理论与分析方法 本书伊始,系统地梳理了现代光学工程所必需的数学基础与物理原理,确保读者对光学现象的定量描述具备扎实的理解。 第一章:波动光学与成像基础 本章详述了光作为电磁波的基本性质,包括光的产生、传播、干涉与衍射现象。重点阐述了傅里叶光学在系统分析中的核心地位,详细推导了系统的点扩散函数(PSF)和光学传递函数(OTF)。此外,引入了现代像差理论,超越传统的几何光学范畴,对波前畸变进行精确量化,包括Zernike多项式的应用及其在系统优化中的作用。本章通过大量实例展示了如何利用波动理论指导初级光学元件的选型。 第二章:几何光学与公差分析 尽管波动光学提供了更精确的描述,几何光学依然是快速系统布局和初步设计的基础。本章深入探讨了光学系统设计中的光线追迹方法,包括矩阵光学(ABCD矩阵)在多镜系统中的应用。随后,将重点转移到工程实践的关键环节——公差分析。详细介绍了如何构建系统的敏感度模型,评估制造和装配误差对系统性能(如MTF、焦深)的影响,并阐述了蒙特卡洛模拟在评估系统鲁棒性方面的应用。 第三部分:光学元件设计与制造工艺 本部分转向构成光学系统的具体部件,探讨了从材料选择到精密制造的全过程控制。 第三章:先进光学元件设计 本章专注于非球面、自由曲面以及衍射光学元件(DOE)的设计与优化。详细介绍了利用数值优化算法(如全局搜索、局部梯度下降)设计非球面以校正高阶像差的方法。对于DOE,阐述了其基于电磁场理论的相位调制原理,并提供了优化其衍射效率的实用技巧。此外,对微结构光学元件的制造限制和性能指标进行了深入剖析。 第四章:光学镀膜技术与测试 光学镀膜是决定系统性能和可靠性的关键技术之一。本章系统介绍了真空蒸镀、磁控溅射等主流镀膜工艺。内容涵盖增透膜、高反射膜、分光镜(如二向色镜)的设计原理,着重讲解了多层膜结构的优化设计,以满足特定波段的透过率和反射率要求。同时,详细介绍了光谱仪、椭偏仪等光学膜层性能的精密测量方法。 第二部分:复杂光学系统的集成与应用 本书的后半部分侧重于将理论与元件知识应用于实际工程项目,涵盖了不同领域的高性能光学系统的集成与优化。 第五章:高分辨率成像系统设计 本章以遥感成像和生物医学显微镜为例,探讨了如何设计满足极高空间分辨率要求的成像链。内容包括:如何权衡入瞳孔径、焦距和波长对系统分辨率的影响;如何设计高数值孔径(NA)物镜并有效控制其场曲;以及在有限视野内实现均匀照明和色彩校正的策略。特别讨论了离轴光学系统(如施密特-盖塞格林系统)的设计挑战与解决方案。 第六章:光机电一体化与热管理 现代光学系统很少独立存在,它们必须与精密机械结构和电子控制系统紧密集成。本章深入讨论了光机结构设计中的关键问题:如何选择低热膨胀系数的结构材料(如超因瓦、碳纤维复合材料);如何建立系统的热光耦合模型,预测温度变化对元件位置和曲率的影响;以及如何设计主动热控系统(如帕尔贴制冷、加热器阵列)以维持系统在严苛环境下的工作精度。 第七章:光束整形与质量控制 在激光加工、光通信和高能物理应用中,光束的形状、准直性和稳定性至关重要。本章详细分析了如何通过组合透镜、斯特列尔/德鲁德(Strelke/Dudrud)系统对高斯光束进行整形,以实现均匀照明或聚焦。此外,着重介绍了自适应光学(AO)技术的基本原理,包括波前传感器、变形镜及其闭环控制算法在校正大气湍流或系统自身像差中的实际应用流程。 第八章:光学系统集成与验证 系统的最终性能取决于装配和测试的质量。本章提供了从设计蓝图到成品出厂的工程化流程。讨论了干涉仪、MTF测试仪等精密测量设备的校准与使用规范。强调了“设计用于制造和装配”(DFMA)的理念,并介绍了在集成过程中,如何使用非接触式测量技术(如激光跟踪仪)对光轴进行快速对准和调整。 --- 本书旨在为光学工程师、系统集成专家以及从事精密仪器研发的科研人员提供一套完整、实用的设计与工程方法论,帮助他们应对从概念构想到产品实现的各个技术瓶颈。全书内容紧密联系最新的行业标准和工程案例,强调理论与实践的深度融合。

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读后感

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用户评价

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这本书简直是技术爱好者的宝藏,特别是那些对精密仪器和前沿技术领域有浓厚兴趣的朋友们。我一直对现代科技如何驱动人类社会进步感到好奇,而激光无疑是其中一个关键的推动者。 《激光原理技术及应用》为我揭示了激光技术是如何从理论走向实际应用的,它详细介绍了激光在工业制造、医疗美容、通讯技术、科学研究等各个领域的广泛应用。比如,在工业上,激光焊接、激光切割的精准高效,在医疗上,激光近视手术、激光治疗的革新,在通讯上,光纤通信的超大数据传输能力,这些都让我惊叹不已。书中不仅描述了这些应用本身,更深入剖析了激光在其中扮演的关键角色,以及为了实现这些应用所需要克服的技术难题和创新解决方案。例如,它探讨了激光加工中光束的质量控制、能量的精确耦合,以及在光学通信中如何保证信号的稳定传输和低损耗。我发现,这本书就像一本百科全书,将激光的“过去、现在、未来”都一一呈现,让我对科技发展的脉络有了更清晰的认识,也更加期待未来激光技术还能带来哪些颠覆性的变革。

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我一直对科学是如何改变人类生活充满兴趣,而激光无疑是其中最令人瞩目的发明之一。 《激光原理技术及应用》这本书,为我揭示了激光从实验室的理论构想,如何一步步走进我们的日常生活,并且深刻地改变着我们的世界。书中对激光的“诞生”过程的描述,就像在讲述一个充满智慧的“化学反应”,又像是在揭示一个精密的“物理过程”。它解释了为什么我们需要“抽运”,为什么需要“谐振腔”,这些看似复杂的概念,在作者的笔下变得清晰而生动。 我对书中关于激光在“测量”和“通信”领域的应用特别着迷。它让我明白,为什么激光能够如此精确地测量距离,为什么它能够承担起传递海量信息的重任。书中对这些应用的原理讲解,不仅让我增长了知识,更让我对现代科技的严谨和高效感到由衷的钦佩。 感觉这本书就像一把钥匙,为我打开了理解现代科技奥秘的大门,让我对那些曾经觉得遥不可及的技术,有了更真切的认识和更深的理解。

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这本书为我提供了一个全新的视角来理解我们周围的世界,特别是那些隐藏在日常事物背后的精密科学。我一直对“光”这个概念充满好奇,它既是我们感知的源泉,也隐藏着无数的科学秘密。 《激光原理技术及应用》就像一位循循善诱的老师,它从最基础的光的性质讲起,逐步深入到激光的诞生。它解释了为什么激光的光束能够如此稳定地传播,为什么它能够在如此微小的点上聚焦,为什么它能够以极快的速度传递信息。 我对书中关于“相干性”和“方向性”的讲解印象尤其深刻。它让我明白,激光并不是普通的“光”,它是一种经过精心“组织”和“控制”的光。这种“组织”和“控制”赋予了激光强大的能力,使得它能够完成许多传统光学无法企及的任务。 读完这本书,我感觉自己对“光”的理解不再是停留在“看东西”的层面,而是上升到了对其本质和潜力的认识。它激发了我对科学探索的渴望,也让我更加期待未来激光技术还能带来哪些令人惊喜的变革。

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我一直对物理世界的奇妙现象充满了好奇,尤其是那些能够改变我们生活方式的科学技术。 《激光原理技术及应用》这本书,为我打开了理解激光这项革命性技术的大门,让我从一个门外汉,逐渐变成了一个对其原理和应用有了初步认识的爱好者。书中对激光产生过程的描述,就如同在讲述一个精密的“光学魔术”。它解释了为什么激光的光束如此“纯粹”,为何能够穿越遥远的距离而不像普通光那样迅速弥散。 我发现,书中对于“光放大”这一核心概念的讲解非常到位,它不像其他很多科普读物那样只停留在表面,而是尝试用通俗易懂的语言,结合生动的比喻,将受激发射、粒子数反转等抽象的概念具象化。这让我能够更好地理解激光器的工作机制,甚至可以想象出激光器内部正在发生怎样的“能量转化”和“光子共振”。 这种深入浅出的讲解方式,让我觉得学习科学知识不再是一件枯燥乏味的事情,反而充满了探索的乐趣。它让我对光学的奥秘有了更深的敬畏,也对科学家们如何将这些奥秘转化为造福人类的技术感到由衷的赞叹。

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作为一名对光学系统集成和激光应用开发有浓厚兴趣的技术人员,我一直在寻找一本能够提供全面技术指导和工程实践经验的参考书。 《激光原理技术及应用》正是这样一本让我爱不释手的宝藏。它在深入讲解激光器基本原理的同时,更是将重点放在了激光器在实际系统中的集成和应用开发上。书中关于激光器选型、光路设计、光学元件匹配、以及系统稳定性评估等方面的论述,都具有极高的实践指导意义。我尤其欣赏书中对不同应用场景下的激光器性能指标要求和相应的解决方案的详细介绍,例如在精密测量中对激光稳定性的要求,在激光加工中对功率和光束质量的要求,以及在光通信中对激光输出特性的要求,这些都为我进行具体的系统设计提供了宝贵的参考。此外,书中对激光安全防护措施的强调,也体现了作者对工程实践中潜在风险的充分考虑,这对于保障工作安全具有重要意义。

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作为一名对光学工程领域充满热情的研究生,我一直渴望找到一本能够系统性地梳理激光技术发展脉络并深入讲解其核心原理的著作。 《激光原理技术及应用》的出现,无疑满足了我的这一需求,甚至超出了我的预期。它不仅仅是一本教科书,更像是一份详尽的指南,带领我深入理解激光的物理本质和工程实现。书中对激光器的模型构建,从理论推导到实验验证,都做了严谨的论述。特别是关于增益介质的性质、谐振腔的稳定性分析、以及不同泵浦方式对激光输出特性的影响,这些内容对我进行激光器的设计和优化提供了宝贵的理论基础。我特别欣赏书中对于不同激光器工作原理的对比分析,这有助于我理解各种激光器的优缺点及其适用场景。此外,关于激光输出的功率、波长、模式以及光束质量的控制,书中也给出了详实的讨论和解决方案,这些都是实际工程应用中至关重要的参数。它不仅解答了我已有的疑问,更启发了我新的研究方向,让我对如何将理论知识转化为实际应用有了更清晰的规划。

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这本书绝对是物理爱好者们的福音,尤其是那些对光波和电磁学充满好奇的读者。我一直对光是如何产生的,以及它为何能如此精准地聚焦和传播感到着迷。当我拿起《激光原理技术及应用》时,仿佛打开了一个全新的世界。它深入浅出地讲解了激光的产生机制,从原子能级的跃迁到受激发射的奇妙过程,每一个概念都解释得鞭辟入里。书中详细阐述了激光器的基本结构,包括增益介质、谐振腔和泵浦源,并分析了不同类型激光器的特性,比如气体激光、固体激光和半导体激光,这让我对激光的多样性有了更深刻的认识。作者更是将理论与实践巧妙结合,通过大量的图示和公式推导,让复杂的概念变得易于理解。我尤其喜欢书中关于激光光束特性的讨论,比如其高单色性、高相干性和高方向性,这些特性使得激光在许多领域都展现出无与伦比的优势。阅读过程中,我不仅学到了激光的基本原理,更体会到了物理学的严谨与美丽。它激发了我更进一步探索光学和量子物理的兴趣,感觉就像被点燃了一盏探索知识的明灯,照亮了我前行的道路。

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作为一名在光学领域深耕多年的工程师,我一直在寻找一本能够系统性地回顾和总结激光技术发展历程,并对其未来发展趋势进行前瞻性分析的著作。 《激光原理技术及应用》恰好满足了我的这一需求。它不仅详尽地介绍了激光器的基本原理和不同类型激光器的特点,还对激光在各个领域的应用进行了深入的剖析,从传统的工业制造、通讯技术,到新兴的生物医学、国防安全等领域,都进行了全面的覆盖。书中对激光技术的每一次重大突破,例如第一台激光器的诞生、光纤激光器的兴起,都进行了详实的考证和精彩的叙述,让我对激光技术的发展脉络有了更清晰的认识。此外,书中对于激光技术在未来可能的发展方向,例如超快激光、高功率激光、量子激光等,也进行了富有洞察力的展望,这对于我把握技术发展趋势,规划未来的研发方向具有重要的指导意义。

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这本书带我进入了一个全新的知识领域,让我对“光”的认识发生了根本性的改变。一直以来,我对光的研究都停留在较为基础的层面,而《激光原理技术及应用》这本书,则将我的视野从普通的光,延伸到了那种“神奇”的光——激光。书中对激光“特性”的描述,就如同在描绘一位“超级英雄”的诞生。它解释了为什么激光的光是那么“纯净”,为什么它的光束能够穿越如此遥远的距离而几乎不发散,为什么它能够以极高的速度传递信息。 我对书中关于激光在“医疗”和“科研”领域的应用的讲解特别着迷。它让我明白了,为什么激光能够成为治疗疾病的利器,为什么它能够帮助科学家们探索宇宙的奥秘。书中对这些应用的原理讲解,不仅让我增长了知识,更让我对科学技术的力量有了更深的敬畏。 感觉这本书不仅仅是一本关于激光的书,它更像是一扇窗,让我窥见了科技进步的巨大潜力,也让我对未来充满了更深的憧憬和期待。

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作为一名对光学和电磁学理论有一定基础的读者,我一直在寻找一本能够将理论与实际工程应用紧密结合的专业书籍。 《激光原理技术及应用》正是这样一本让我受益匪浅的著作。它在系统阐述激光基本原理的同时,并没有回避工程实现中遇到的各种复杂问题,并且提供了切实可行的解决方案。书中对于激光器腔型设计、光阑选择、输出耦合方式的分析,以及如何优化这些参数以获得特定波长、功率和模式的激光输出,都具有极高的参考价值。我尤其欣赏书中对激光与物质相互作用的深入探讨,这对于理解激光在材料加工、医学治疗等领域的应用至关重要。例如,它详细分析了不同波长的激光与不同材料的吸收特性、热效应和非线性效应,这让我能够更深刻地理解激光加工的机理,并为优化工艺参数提供了理论依据。此外,书中对光纤激光器、半导体激光器等新兴激光技术的介绍,也为我了解当前激光技术的研究前沿提供了宝贵的视角。

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