新型彩电集成电路内部框图与实用数据手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:张新德

出品人:

页数:355

译者:

出版时间:2008-1

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787508360560

丛书系列:

图书标签:

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现代光学工程进展与应用 图书简介 本书汇集了当代光学工程领域的前沿理论、关键技术与创新应用，旨在为光学工程师、科研人员以及相关专业的高年级学生提供一份全面而深入的参考资料。内容涵盖了从基础光学原理的深化理解到尖端光电器件的集成设计，重点关注现代光学系统在信息技术、生物医学、精密制造和能源等高科技领域中的突破性进展。 全书结构严谨，内容翔实，分为六个主要部分，共计二十章。 --- 第一部分：光学基础理论的深化与拓展 本部分旨在巩固读者对经典光学理论的掌握，并引入面向现代工程应用的定量分析方法。 第一章：电磁波理论在复杂介质中的传播 本章深入探讨了光波在具有非均匀折射率、各向异性或具有周期性结构（如光子晶体）介质中的传播特性。详细阐述了基于有限差分时域法（FDTD）和有限元法（FEM）的数值模拟技术，用于精确预测光场分布和能量耦合效率。特别关注了表面等离子体激元（SPP）在金属-介质界面上的激发、传输与调控机制，为超材料和亚波长光学器件的设计奠定了理论基础。 第二章：几何光学与光线追迹的现代算法 超越传统的斯奈尔定律应用，本章详细介绍了基于黎曼几何的广义光线方程，以及在非球面、自由曲面设计中的优化方法。重点讨论了基于梯度下降和全局优化的自由曲面生成算法，以及在逆向光学设计（Inverse Optical Design）中的应用，尤其是在实现紧凑型照明系统和高分辨率成像系统中的关键技术。 第三章：量子光学导论及其工程化挑战 本章概述了量子力学原理如何应用于光子学。内容包括单光子源的制备技术（如量子点、色心），光子纠缠态的产生与测量，以及量子隐形传态和量子密钥分发（QKD）的基本链路构成。工程实现方面，讨论了如何将这些量子现象集成到硅基或铌酸锂平台上，以期实现大规模集成。 --- 第二部分：先进光学元件与材料 本部分聚焦于构成现代光学系统的核心组成部分——功能性光学元件及其所依赖的新型材料。 第四章：微纳结构光学元件设计与制造 详细介绍了衍射光学元件（DOE）、微透镜阵列（MLA）和超表面（Metasurface）的设计与制造工艺。重点解析了超表面在相位调控方面的巨大潜力，包括实现平面化、超薄型偏振片、波片以及新型光束整形器。探讨了电子束光刻、聚焦离子束刻蚀以及纳米压印等关键制造技术，并分析了这些工艺对元件衍射效率和信噪比的影响。 第五章：功能性光学薄膜与镀膜技术 本章系统阐述了增透膜、高反射膜、滤光片和增益材料薄膜的理论设计，包括布格格理论和有效介质理论。深入分析了多层膜系在宽带、窄带应用中的优化策略。详细介绍了磁控溅射、电子束蒸发等物理气相沉积（PVD）技术的参数控制，以及膜层应力管理对光学系统稳定性的重要意义。 第六章：光子晶体与慢光效应 深入讲解了周期性光子结构（Photonic Crystals, PhC）的能带结构理论，以及如何利用其实现对光传输路径的完全控制。重点探讨了缺陷模式的引入，用于构建光波导、谐振腔和滤波器。慢光现象的产生原理及其在光缓冲器和非线性光学增强中的应用潜力被详细剖析。 --- 第三部分：激光技术与光源工程 本部分关注高能量、高相干性及特定波段激光器的设计、特性分析与应用拓展。 第七章：固体激光器的增益介质与泵浦机制 重点分析了稀土离子（如Nd:YAG, Yb:YAG）在不同晶格中的光谱特性和激发动力学。详细对比了灯泵浦、半导体侧面泵浦和端面泵浦的效率、光束质量与热管理挑战。讨论了激光晶体中的致盲效应（Browning）和热透镜效应的抑制手段。 第八章：超快激光脉冲的产生与控制 本章聚焦于锁模技术，包括增益锁模和克尔透镜锁模的物理机制。详细介绍了啁啾脉冲放大（CPA）技术在产生皮秒、飞秒激光中的关键作用，以及色散补偿技术。探讨了高次谐波产生（HHG）作为超快光源在阿秒科学中的应用前景。 第九章：新型光源：半导体激光器与VCSEL阵列 除了传统的边发射激光器，本章着重介绍垂直腔面发射激光器（VCSEL）的结构优势，如低阈值电流、高调制带宽和易于二维集成。分析了量子阱、量子点激光器在提高发光效率和降低温度敏感性方面的进展，及其在光互连和面阵显示中的应用。 --- 第四部分：成像、传感与探测系统 本部分关注光学原理如何转化为高分辨率、高灵敏度的成像和测量系统。 第十章：现代光学成像系统的性能分析 从采样理论出发，系统分析了成像系统的关键性能指标，如分辨率（瑞利判据、艾里斑）、调制传递函数（MTF）和波像差分析（Zernike多项式展开）。详细讨论了弥散、畸变、场曲等像差的校正方法，并介绍了基于离轴光学系统的设计流程。 第十一章：计算成像与图像重建 本章探讨了超越传统透镜成像的计算方法。内容包括：单像素相机（Single-Pixel Camera）的基本原理、计算层析成像（CT）的迭代重建算法，以及计算全息术（Computational Holography）在三维显示和实时相位恢复中的应用。重点介绍了深度学习在超分辨率重建和弱光图像增强中的前沿探索。 第十二章：高灵敏度光谱测量技术 本章详细介绍了傅里叶变换光谱仪（FTS）和光栅光谱仪的设计优化。特别关注了高分辨率光谱的获取，包括法布里-珀罗干涉仪的锁定技术。在传感方面，探讨了表面等离子体共振（SPR）传感器和拉曼光谱在生物分子检测中的高灵敏度实现。 --- 第五部分：光电集成与光通信 本部分关注如何将光学功能与电子学功能集成，以及光在信息传输中的应用。 第十三章：硅光子学（Silicon Photonics）技术 硅光子学作为信息技术的核心，本章详细介绍了基于SOI（硅即绝缘体）平台的关键元件：波导、耦合器、调制器（如MZI、环形谐振器）和探测器。重点分析了光电调制器的高速性能极限，以及如何实现片上光功率管理和热光调谐。 第十四章：高速光通信系统与器件 本章分析了光纤通信链路的损耗与色散模型。探讨了相干检测技术在提高频谱效率和距离方面的优势。详细介绍了先进的调制格式（如QAM）和高性能光放大器（如EDFA）的设计原则，以及光-电混合网络中的交换架构。 第十五章：光电探测器与图像传感器 系统梳理了光电二极管、雪崩光电二极管（APD）和低噪声CMOS图像传感器（CIS）的物理原理和关键参数（如量子效率、暗电流、读取噪声）。讨论了背照式（BSI）技术对弱光成像性能的提升，以及在可见光、近红外和短波红外波段的探测器材料选择。 --- 第六部分：前沿应用与系统集成 本部分探讨光学工程在特定新兴领域中的综合应用和系统级解决方案。 第十六章：生物医学成像：多模态融合 本章聚焦于高对比度和高穿透深度的生物医学成像技术。内容包括：基于多光子激发（如双光子显微镜）的深层组织成像，光学相干断层扫描（OCT）的高速扫描与血管成像应用，以及荧光共振能量转移（FRET）在分子探针设计中的应用。 第十七章：精密光学制造与表面计量学 本章阐述了超精密机械加工技术，如沥波加工（Steep Edge Machining）和离子束抛光（Ion Beam Figuring）。重点介绍了计量学，如纳米级精度的干涉仪和原子力显微镜（AFM）在光学元件表面形貌和粗糙度评价中的应用标准与误差分析。 第十八章：光场显示技术与立体视觉 详细介绍了光场显示的基本原理，即捕获和再现光线的方向和强度信息。讨论了基于微透镜阵列的光场渲染方法和全息三维显示的进展。分析了人眼对光场信号的感知模型，以及如何减小观看体积和提高视点密度。 第十九章：激光加工与增材制造 本章讨论了激光与物质相互作用的物理过程，尤其关注飞秒激光在材料微加工中的“冷加工”效应。探讨了选择性激光烧结（SLS）和立体光刻（SLA）等增材制造技术中，光学系统对构建精度和速度的决定性作用。 第二十章：光电系统热管理与可靠性工程 本章强调了高功率光学系统中散热设计的重要性。内容包括：热源识别、导热界面材料（TIMs）的选择、微通道散热器设计，以及如何通过热光效应分析确保激光器和调制器在长期工作中的波长和功率稳定性。同时，介绍了光学元件在振动、温度循环下的可靠性测试标准。

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