Guided Wave Optics and Photonics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Yupapin, Preecha/ Pornsuwancharoen, N.

出品人:

页数:198

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价格:98

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isbn号码:9781604568387

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图书标签:

• 光波导
• 光子学
• 集成光学
• 光学
• 光纤
• 波导理论
• 光传播
• 光器件
• 纳米光子学
• 光学工程

深入探索光学世界的奥秘：光子器件与先进成像技术 本书并非聚焦于引导波光学或光子学的基础理论，而是将目光投向那些已经成熟或正处于蓬勃发展阶段的创新光学技术应用。我们将带领读者深入了解一系列前沿的光学器件和成像技术，揭示它们如何以前所未有的方式改变着科学研究、工业生产以及我们对世界的感知。 第一部分：微纳光子器件的革新与应用 本部分将重点介绍微纳尺度下的光子器件，这些器件的尺寸远小于光的波长，因此能够实现传统光学无法企及的性能。 超表面（Metasurfaces）的奇迹： 我们将详细阐述超表面这一颠覆性的光学元件。超表面由人工设计的亚波长纳米结构组成，能够对入射光的振幅、相位和偏振进行精细调控。读者将了解到超表面如何被用于实现超薄透镜（metalenses），突破了传统透镜的衍射极限，实现全息成像、光束整形、甚至偏振转换等功能。我们将探讨超表面在图像传感器、AR/VR显示、光学通信以及高性能成像系统中的具体应用，并分析其设计原理和制造挑战。 量子点（Quantum Dots）的光辉： 量子点，这些纳米级的半导体晶体，以其独特的量子 confinement 效应展现出卓越的光学特性。本书将深入剖析量子点的发光机理，包括激子形成、辐射复合以及颜色可调性。读者将学习到量子点如何在LED显示屏中实现更宽广的色域和更高的能效，在生物成像中充当高效荧光探针，以及在太阳能电池中提升能量转换效率。我们还将讨论量子点在量子信息处理领域中的潜在角色。 光镊（Optical Tweezers）的精确操控： 光镊技术利用聚焦激光束产生的梯度力来捕获和操控微小粒子。我们将深入研究光镊的工作原理，包括拉盖尔-高斯光束（Laguerre-Gaussian beams）在产生角动量和实现旋转操控方面的作用。读者将了解到光镊在生物力学研究中的广泛应用，例如测量单个分子间的力、研究细胞的力学性质以及分选细胞。此外，我们还将探讨其在纳米制造和量子计算中的新兴应用。 第二部分：突破界限的先进成像技术 本部分将聚焦于那些能够超越传统成像方法限制的先进成像技术，它们为我们提供了前所未有的观察和分析手段。 计算成像（Computational Imaging）的力量： 计算成像并非依赖于光学元件本身，而是通过智能的算法和对成像过程的深入理解来重构图像。我们将探讨诸如光场（light field）相机的工作原理，它能够同时记录场景的光强和传播方向信息，从而实现后聚焦、深度估计和物体追踪。此外，我们还将深入研究深度学习在图像重建、去噪、超分辨率成像以及多模态图像融合中的关键作用。读者将了解计算成像如何改变显微镜、望远镜以及消费级相机等成像设备。 超分辨率显微镜（Super-resolution Microscopy）的微观洞察： 长期以来，光学显微镜的分辨率受到衍射极限的限制。本部分将介绍如何突破这一限制的革命性技术。我们将详细阐述STED（受激发射损耗）显微镜、PALM/STORM（光激活定位显微镜/随机光学重建显微镜）等关键技术的工作原理，它们能够以前所未有的精度揭示细胞内分子和结构的细节。读者将学习到这些技术在生命科学研究中的重要意义，例如观察蛋白质的动态行为、研究病毒的感染过程以及解析细胞器之间的相互作用。 多光谱与高光谱成像（Multispectral and Hyperspectral Imaging）的维度探索： 与传统的RGB彩色成像不同，多光谱和高光谱成像能够捕捉物体在多个或连续波长范围内的光谱信息。我们将深入探讨这些成像技术的工作原理、传感器设计以及数据处理方法。读者将了解到它们在遥感（地物分类、环境监测）、食品安全检测（成分分析、污染物识别）、工业检测（材料分选、缺陷检测）以及医学诊断（组织病理分析、疾病早期筛查）等领域的广泛应用。 波前工程（Wavefront Engineering）的自适应光学： 本部分将介绍如何主动控制光波的传播，以克服成像系统中的像差和畸变。我们将重点关注自适应光学（Adaptive Optics, AO）系统，它利用变形镜（deformable mirrors）和波前传感器（wavefront sensors）实时校正由大气湍流、光学元件缺陷或生物组织引起的像差。读者将了解到自适应光学在天文观测（获得清晰的星空图像）、眼科成像（实现高分辨率的视网膜成像）以及光刻技术中的关键作用。 本书旨在为光学工程、物理学、材料科学、生物医学工程以及相关领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一个全面而深入的视角，了解当前光学器件和成像技术的最新进展及其广阔的应用前景。我们相信，通过掌握这些前沿知识，读者将能够更好地理解和驾驭光学世界的未来发展。

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**第二段评价** 我必须承认，这本书的阅读体验是极具挑战性的，但绝对是值得的。它更像是一本高级工程师的参考手册，而不是面向初学者的入门读物。对我来说，最吸引人的地方在于它对前沿研究领域——比如非线性光学响应的调控——所展现出的专业水准。书中关于光在微纳结构中行为的分析，所采用的数值方法和解析模型的结合，简直是一门艺术。我花了大量时间去琢磨那些关于色散关系和群速度的论证，作者对这些核心概念的阐释，揭示了它们在不同尺度下行为的微妙差异。这本书的价值在于它能够迫使你跳出现有的思维定势，去用更本质的物理语言去重新审视问题。如果你只是想了解“光是如何工作的”，那么可能略显晦涩；但如果你想知道“我们如何精确地控制光在特定介质中的行为”，那么这本书就是你书架上不可或缺的重器。

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**第三段评价** 这本书的排版和图示设计，在我看来，是其成功的重要组成部分。在一个如此充斥着公式和复杂几何结构的领域，清晰的视觉辅助至关重要。插图并非仅仅是装饰性的，它们是与文本内容并驾齐驱的“叙述者”。例如，在介绍光纤模式耦合效率时，作者绘制的卡通图——虽然看似简单——却极其精准地捕捉了能量传输的本质。更不用说那些详细标注的实验设置图，它们让抽象的理论概念瞬间获得了现实的重量。我过去经常在其他教材中遇到“图示不清晰导致理解受阻”的情况，但在这本书里，这种情况几乎没有发生。整体而言，它体现了一种对读者学习体验的深切关怀，将复杂的物理过程通过精心设计的视觉语言进行了高效的“解码”。

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**第四段评价** 这本书的写作风格极其严谨，几乎可以视为学术论文的教科书版本。它很少使用随意的口吻，每一句话都像是经过反复推敲的，信息密度极高。我尤其欣赏作者对历史脉络的把握，他们总是在介绍一个新工具或新理论时，简要提及它是如何从早期探索中演变而来的。这种历史感为理解为什么某些方法被采纳而其他方法被弃用提供了必要的背景知识。对于那些希望进入研究领域的人来说，这种对“决策过程”的揭示比单纯的公式推导更有价值。不过，我必须坦诚，对于一个刚接触光学的新手来说，直接啃这本书可能有些吃力，因为它要求读者已经具备扎实的电磁场基础。它更像是为那些想从“了解”跃升到“精通”的进阶学习者准备的深度资源。

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**第五段评价** 令人耳目一新的是，这本书并非仅仅关注理论的完美性，它将大量的篇幅投入到了实际器件的性能限制和制造公差对光学特性的影响上。作者在讨论理想波导传输特性的同时，总会立刻补充关于实际损耗机制的讨论，比如散射、弯曲损耗以及材料缺陷导致的吸收。这种“理论完美与现实妥协”的平衡处理，让这本书在工程应用层面显得格外实用。我曾参考书中的一个章节来优化我正在进行的一个集成光学项目中的耦合器设计，书中提供的修正系数和经验法则，直接帮助我避免了多次昂贵的试错。这本书成功地搭建了从基础物理定律到可制造、可测量的光子器件之间的桥梁，这在许多纯理论导向的著作中是缺失的一环。

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**第一段评价** 这部关于光学和光子学主题的著作，从我阅读的众多教材中脱颖而出，它的深度和广度令人印象深刻。作者没有止步于基础理论的简单罗列，而是构建了一个严谨而又富有洞察力的知识体系。尤其是在探讨材料与光相互作用的那些章节，我发现讲解的细致程度远超预期。他们对波导结构中电磁场分布的数学描述，那种清晰的逻辑推演，几乎是手把手地引导读者穿过复杂的偏微分方程。我特别欣赏作者对“近似”在工程实践中作用的强调，这使得理论成果能够真正落地，而不是停留在纯粹的数学游戏。虽然内容量很大，但我从未感到迷失，因为每引入一个新的概念，都会立刻跟上一个清晰的物理图像或一个实用的应用实例来锚定理解。对于那些希望深入理解光学系统设计原理的人来说，这本书提供的基础框架是无可替代的坚实基础。

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