數字通信原理與技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:電子工業齣版社

作者:陶亞雄

出品人:

頁數:256

译者:

出版時間:2006-8

價格:23.00元

裝幀:

isbn號碼:9787121028762

叢書系列:

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 調製解調
• 編碼譯碼
• 信道編碼
• 現代通信
• 通信工程

現代光學工程：理論、設計與應用 圖書簡介 本書旨在全麵、深入地探討現代光學工程領域的核心理論、關鍵技術、設計方法以及前沿應用。麵對當前科技飛速發展對光電係統提齣的日益嚴苛的要求，本書著重構建一個從基礎物理原理到復雜係統集成的知識框架，為從事光學設計、製造、測試及相關交叉學科研究的人員提供一本兼具深度與廣度的參考手冊和學習教材。 第一部分：光學基礎理論的深化與擴展 本部分首先迴顧並深化瞭傳統幾何光學與物理光學的基礎概念，隨後迅速過渡到適用於現代精密光學係統分析的先進理論。 第一章：電磁波與光的波動本質 詳細闡述麥剋斯韋方程組在光場傳播中的應用，重點分析光波的偏振態（包括綫偏振、圓偏振和橢圓偏振）及其瓊斯矩陣和穆勒矩陣的描述。深入討論光的相乾性理論，包括空間相乾性和時間相乾性，並引入相乾函數（自相關函數和互相關函數）在光束分析中的作用。本章對光的衍射現象進行瞭細緻的剖析，不僅涵蓋夫琅禾費衍射（遠場）和菲涅爾衍射（近場）的數學模型，還引入瞭角譜傳播法和基於傅裏葉變換的光場傳輸模型，為後續的係統分析奠定嚴格的數學基礎。 第二章：梯度摺射率（GRIN）光學係統 針對傳統透鏡陣列難以實現的特定光場整形需求，本章專門係統地介紹瞭梯度摺射率材料和結構。內容涵蓋GRIN介質的電磁特性、摺射率分布函數的建立與求解，重點分析瞭拋物綫型、拋物綫餘弦型等典型GRIN分布下的光綫軌跡。詳細介紹瞭棒透鏡、球透鏡以及軸對稱GRIN元件的設計與優化方法，並探討瞭GRIN元件在光縴耦閤、激光束準直和光場耦閤器中的實際應用案例。 第三章：光學薄膜與界麵現象 本章聚焦於高精度光學元件錶麵的處理技術。內容涵蓋單層和多層薄膜的反射與透射理論，詳細推導瞭特徵矩陣法（Transfer Matrix Method, TMM）用於分析任意復雜多層膜係的光譜特性。重點討論瞭增反膜（AR）、高反膜（HR）的設計原理、離子束濺射（IBS）和電子束蒸發等主流製備工藝對膜層質量的影響。此外，還涉及棱鏡耦閤器、錶麵等離子體激元（SPR）的激發條件及其在傳感領域的應用。 第二部分：精密光學元件的設計與製造 本部分側重於如何將理論轉化為可製造的精密光學係統。 第四章：自由麯麵光學元件設計 自由麯麵（Freeform Optics, FFO）是現代光學設計的重要趨勢。本章係統介紹瞭描述自由麯麵的數學工具，如Zernike多項式、Chebyshev多項式、有理B樣條（NURBS）等。詳細講解瞭自由麯麵的正嚮設計（給定光瞳函數反推麯麵）和逆嚮設計（給定麯麵分析成像質量）的優化策略。著重分析瞭自由麯麵在校正復雜像差（如場麯、畸變）和實現光束整形（如光束展寬、聚焦到非球麵）方麵的優勢，並介紹瞭利用點火源技術進行麯麵製造的可行性分析。 第五章：光學係統集成與像差校正 本章是係統工程的核心。係統性地迴顧瞭球麵像差、彗差、像散、場麯和色差等五大初級像差的幾何光綫追跡分析。在此基礎上，深入探討瞭高階像差的來源和影響。詳細闡述瞭利用非球麵、衍射元件（如相位闆）或梯度摺射率元件對復雜像差進行有效校正的係統集成策略。內容包括變焦係統、遠心係統以及高數值孔徑（NA）顯微物鏡的初步設計流程。 第六章：精密光學製造與檢測技術 介紹現代光學元件加工的主流技術，包括金剛石車削、浸磨（Lapping）、拋光技術（傳統和非傳統，如磁流變拋光MRF）。重點分析瞭如何通過控製加工參數（如磨料粒徑、拋光壓力）來控製錶麵粗糙度（RMS）和錶麵點形誤差（PV）。在檢測方麵，詳細介紹瞭基於傅裏葉變換的乾涉測量技術在波前誤差分析中的應用，包括相位恢復算法（如迭代算法）和離綫檢測（如計算機生成全息圖CGH）在復雜元件麵形評價中的實踐。 第三部分：先進光電係統與應用 本部分關注新興技術在實際係統中的集成與應用，體現瞭光學工程的前沿方嚮。 第七章：衍射光學元件（DOE）與超錶麵 衍射光學作為一種輕量化、集成化的光場調控手段被重點介紹。本章詳述瞭衍射元件的設計方法，包括迭代傅裏葉變換算法（IFTA）用於計算相位型DOE，以及基於角譜理論的菲涅爾衍射元件設計。更進一步，引入瞭超錶麵（Metasurfaces）的概念，討論瞭利用亞波長結構單元（Meta-atoms）對光的振幅、相位和偏振進行局部調控的原理，及其在實現平麵超透鏡（Metalens）中的應用，特彆是其對傳統玻璃透鏡的革命性突破。 第八章：激光束的傳輸與質量評估 係統研究瞭激光係統中的光束傳輸特性。核心內容是高斯光束的模式分析，包括TEM$_{00}$模的束腰半徑、瑞利長度和發散角計算。詳細分析瞭激光通過非理想光學係統（如存在熱變形或裝配誤差）後的光束質量因子（M$^2$）的退化模型。此外，本章還涵蓋瞭高功率激光係統中的熱透鏡效應分析及其補償策略。 第九章：現代光學係統應用案例分析 本章通過實際工程案例展示光學原理的應用。案例涵蓋瞭： 1. 高分辨率投影係統：如何利用DLP或LCoS技術結閤精密照明係統實現高亮度、高對比度的圖像顯示。 2. 激光雷達（LiDAR）光學前端：分析飛行時間（ToF）和相乾檢測LiDAR所需的光學接收與發射模塊的設計挑戰，特彆是如何通過光學手段提高信噪比（SNR）。 3. 先進顯微成像技術：探討瞭衍射極限突破技術，如受激發射損耗（STED）顯微鏡和結構光照明（SIM）在實現亞衍射分辨率成像中的光學布局與關鍵參數匹配。 結論與展望 總結瞭光學工程領域從傳統精密光學嚮集成化、智能化、超分辨方嚮發展的趨勢，並對納米光子學、量子光學與工程的交叉融閤提齣瞭未來研究方嚮的展望。 本書結構嚴謹，數學推導詳盡，配有大量的圖示和工程實例，力求為讀者提供一個全麵、深入且極具實踐指導價值的現代光學工程知識體係。

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