电子技术基础题解精粹（数字部分） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:256

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出版时间:2004-12

价格:32.00元

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isbn号码:9787562519669

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现代光学：从基础原理到前沿应用 本书旨在为读者提供一个全面而深入的光学知识体系，涵盖从经典光学理论到现代光电子技术等多个前沿领域。 本书特别侧重于理论的严谨性与工程应用的紧密结合，力求在阐述清晰物理图像的同时，为科研人员和工程师提供实用的分析工具和解决问题的思路。 --- 第一部分：经典光学基础与电磁波理论的统一 本部分奠定整个光学领域的基础，重点梳理光作为电磁波的本质特性，并引入必要的数学工具。 第一章：电磁场理论在光学中的应用基础 本章首先回顾麦克斯韦方程组在介质中的形式，强调其在描述光传播现象中的核心地位。重点讨论坡印廷矢量的物理意义，即能量的流动方向和密度，这是理解光强分布和光束传输的基础。随后，详细推导并分析平面波在理想真空和各向同性介质中的传播特性，包括相速度、群速度以及波数矢量（$mathbf{k}$ 矢量）的概念。 关键内容包括： 麦克斯韦方程组的介质形式与本构关系：引入介电常数和磁导率，讨论线性、非线性响应的初步概念。 平面波分析：对相位的理解、波阵面的几何描述，以及电场、磁场与传播方向的相互关系。 能量流与强度：坡印廷定理的深入讲解，以及光强与电场有效值的关联。 第二章：几何光学——光线传播的近似描述 几何光学作为宏观现象的初步近似，在本章中得到系统阐述。尽管是近似理论，但它为透镜设计、成像系统分析提供了直观且高效的工具。 重点关注： 费马原理与光线方程：从变分原理角度理解光线传播的本质。 折射与反射定律的导出：斯涅尔定律的严格推导及其在棱镜系统中的应用。 成像系统分析：详细分析单透镜和多镜/透镜组合系统的成像过程。引入矩阵光学方法（光线传输矩阵 $ABCD$ 矩阵），这是分析复杂光学系统（如激光谐振腔）的标准工具，读者将学会如何通过矩阵运算快速确定系统的等效焦距、放大率和光束位置。 像差的初步探讨：简要介绍球差、彗差等轴上像差的成因，为后续优化设计打下基础。 第三章：波动光学——干涉与衍射的本质 波动光学是理解光现象的本质，特别是微观尺度和边界效应的关键。本章将从惠更斯-菲涅耳原理出发，系统讲解光的叠加特性。 干涉现象的深度剖析： 相干性理论：区分空间相干性与时间相干性，引入傅里叶变换在相干性描述中的作用。 薄膜干涉：详细分析迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗（F-P）干涉仪的工作原理，特别是F-P腔对频率选择的特性，这直接关系到激光光谱技术。 多光束干涉：F-P干涉条纹的形状与尖锐程度的定量分析。 衍射理论： 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射：明确区分两种情况的适用条件。 单缝、圆孔衍射：详细推导并分析其远场（夫琅禾费）强度分布，强调衍射极限。 衍射光栅：作为重要的光谱元件，分析其衍射角、色散能力和分辨本领的计算方法。 --- 第二部分：偏振光学与光物质相互作用 本部分深入探讨光的横波特性——偏振，并研究光与材料的复杂相互作用。 第四章：偏振态的数学描述与分析 偏振是光波电场矢量振动方向的特性，是许多现代光学测量和显示技术的核心。 基本偏振态：线偏振、圆偏振（左旋与右旋）、椭圆偏振的物理图像与矢量表示。 琼斯矩阵（Jones Calculus）：利用 $2 imes 2$ 矩阵系统地描述和分析线性和部分偏振光束通过光学元件（如偏振片、四分之一波片、半波片）后的状态变化。 斯托克斯矢量与穆勒矩阵（Stokes/Mueller Calculus）：扩展至描述自然光和部分偏振光，这是偏振度量学和成像技术（如偏振成像雷达）的基础。 双折射现象：详细分析波片的工作原理，如何利用双折射材料精确控制光的相位差。 第五章：光的吸收、散射与介质中的传播 本章关注光与材料的相互作用，这决定了光学元件的性能和光的传输损耗。 吸收理论：朗伯-比尔定律的物理基础，讨论吸收系数与材料电子能级的关系。 色散与群速度：柯西公式和色散关系在分析脉冲展宽中的重要性，区分相速和群速。 散射理论：瑞利散射（大气效应）与米氏散射（颗粒物效应）的差异及其应用。 散射偏振：天空为什么是蓝色的？偏振光在散射介质中的行为分析。 --- 第三部分：傅里叶光学与成像系统优化 本部分将波动光学与傅里叶分析相结合，建立了现代光学系统分析的强大框架。 第六章：傅里叶光学与光学系统的频域分析 傅里叶变换是描述光学系统“黑箱”特性的关键工具。 空间频率与角频率：定义光场在空间上的变化率。 衍射的傅里叶变换性质：证明夫琅禾费衍射的远场光强分布是物光场通过系统后的傅里叶变换的模方。 光学系统的点扩散函数（PSF）与调制传递函数（MTF）：这是评价成像系统分辨率和对比度的核心指标。详细推导理想透镜系统的PSF，并解释如何利用MTF分析像差对图像质量的影响。 第七章：全息术与光学信息处理 利用光的相位信息进行记录和重建，是傅里叶光学最直接的应用。 全息记录原理：详细介绍参考光束的作用，以及全息图作为空间滤波器的物理机制。 全息重建：分析重建像的性质（实像、虚像、共轭像）。 空间滤波技术：利用傅里叶平面上的掩模版实现对图像的增强、去噪或边缘检测（如暗场照明）。 --- 第四部分：现代光学前沿：激光与非线性光学导论 本部分聚焦于20世纪下半叶发展起来的革命性技术——激光，以及光与强光相互作用的非线性效应。 第八章：激光原理与技术基础 激光是现代光学工程的基石，本章从量子力学角度解释其产生机制。 受激辐射与粒子数反转：爱因斯坦系数的物理意义，激光工作所需的必要条件。 光腔理论：介绍谐振腔的稳定区判据（$g_1g_2$ 判据），这是设计稳定激光器模态的基础。 激光模式：TEM 模式（横模）的结构，特别是 $ ext{TEM}_{00}$ 模（基模）的特性，以及其在光束质量中的重要性。 第九章：非线性光学概述 当光场强度足够高时，介质的响应不再是线性的，从而产生频率转换等新现象。 介质极化在高次谐波下的表现：引入高阶极化项 $P^{(3)}, P^{(5)}$ 等。 倍频（Second Harmonic Generation, SHG）：详细分析频率加倍的条件——相位匹配（Index-matching）。这是高效产生新频率光源的关键技术。 参量过程（Optical Parametric Processes）：介绍参量振荡器（OPO）的工作原理，理解如何从一个泵浦光产生两个频率可调的输出光束（信号光和闲频光）。 --- 本书特点： 1. 理论与实践并重：每章末附有针对性的工程应用案例分析，帮助读者将抽象的数学模型转化为实际的光路设计。 2. 丰富的数学工具：系统应用复数、傅里叶分析、矢量微积分，为深入研究打下坚实的基础。 3. 关注现代进展：不仅涵盖了经典光学，还为现代光电子和量子光学领域提供了必要的桥梁知识。 本书适合对象： 高等院校物理学、电子工程、精密仪器、材料科学等专业的高年级本科生及研究生。 从事光学、光电子器件研发、光通信、光测量领域的工程师和技术人员。

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说实话，这本书的难度曲线设置得非常陡峭，绝不是那种读起来轻松愉快的读物。它对读者的预备知识要求相当高，如果读者对基本的电路分析和微积分概念不熟悉，开篇可能就会感到吃力。我个人在啃读到寄存器组和流水线结构时，不得不经常停下来，翻阅参考书来回顾并行处理的基本概念。不过，一旦你跨过了那些最难啃的骨头，你会发现作者在后续更高级的主题，比如异步电路设计和低功耗优化策略上的讲解，显得异常精炼和深刻。它很少使用那些华而不实的形容词，所有论述都直指核心问题，充满了成熟工程师的智慧和经验。读完一个章节，你很少会有一种“读完了但好像什么都没记住”的虚无感，反而会有一种被“洗礼”过的清晰感，仿佛大脑中的知识结构被重新梳理和优化了一遍。

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从我阅读技术书籍的个人偏好来看，我更倾向于那些能提供大量实际案例和调试技巧的书籍，而不是纯粹的理论堆砌。在这方面，这本“精粹”做得非常到位，虽然标题听起来很学术，但实际上包含了大量的“过来人”的经验之谈。比如，在讨论多级锁存器同步设计时，书中不仅给出了同步电路图，还专门辟了一个小节来讨论如何利用逻辑分析仪观测和定位亚稳态问题，甚至给出了不同设备中亚稳态的典型表现形式。这种实战化的内容，远比教科书上的理想化模型来得更贴近真实世界。它教会我的不仅仅是“如何设计一个功能”，更是“如何确保这个功能在真实硬件中可靠地运行”，这对于从学生向专业工程师过渡的阶段，是价值最高的知识点。

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这本书的封面设计非常简洁，那种理工科书籍特有的严谨感扑面而来，厚厚的篇幅也让人对内容的深度充满期待。我原本以为这会是一本侧重于理论推导和公式证明的传统教材，毕竟“精粹”二字听起来就意味着对核心知识点的提炼。然而，翻开内页后，我发现它在讲解基本逻辑门、组合逻辑电路这些入门概念时，用了相当详尽的篇幅来阐述背后的物理原理和半导体器件的工作特性，这一点是很多同类书籍为了追求篇幅精简而常常略去的。作者似乎非常坚持“知其然必知其所以然”的教学理念，即便是最基础的CMOS反相器，也会配上详细的开关特性曲线图和延迟时间分析。这种对底层细节的尊重，使得我对后续学习复杂系统设计时所需的基础概念更加牢固，没有留下任何模糊地带。对于那些想真正搞懂数字电路为什么是现在这个样子的工程师来说，这种详尽的铺陈是极其宝贵的财富。

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这本书最让我眼前一亮的地方在于其对新兴技术与传统理论的融合度。尽管主题是“基础”，但它显然没有固步自封于上世纪的经典设计范式。例如，在介绍FPGA逻辑单元的实现时，作者没有仅仅停留在查找表（LUT）的概念介绍，而是花了相当的篇幅去对比不同厂商LUT结构的内在差异，以及它们如何影响资源利用率和时序收敛。此外，关于存储器的部分，它不仅详细分析了SRAM和DRAM的读写机制，还触及到了现代片上存储器（如eDRAM和MRAM的某些基础概念），这对于希望跟上行业前沿，但又不想一开始就陷入特定工艺细节的读者来说，提供了一个绝佳的宏观视角。这种前瞻性使得这本书的生命周期似乎比一般教科书要长得多，它不仅是学习工具，更像是一本可以长期参考的工程手册。

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阅读体验方面，这本书的排版和插图质量绝对称得上行业标杆。很多技术书籍的电路图往往是那种黑白线条，看起来费劲，但这本的图示几乎都是彩色高清的，对于理解多层逻辑结构和信号流向至关重要。尤其是在讲解时序逻辑和状态机的部分，作者采用了大量的波形图配合状态转移图进行对比分析，逻辑跳转的过程被可视化得非常清晰，几乎不需要读者自己去二次绘图来辅助理解。我特别欣赏它对“竞争冒险”和“毛刺”这些实际工程中常见却又难以捕捉的问题的处理方式。它没有仅仅停留在现象描述，而是深入分析了产生的原因，并给出了几种不同的避免方案，每种方案都附带了相应的时序约束条件和设计建议。这种将理论知识与工程实践无缝衔接的处理手法，对于我这种已经工作几年，但总感觉理论基础不够扎实的从业者来说，简直是及时雨。

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