具体描述
本书主要内容包括：制图的基本知识与技能，投影与视图，组合体，轴测图，机件常用表达方法，零件图，标准件和常用件，互换性基础标准，装配图，Auto CAD绘图软件的使用。
《现代光学与成像技术前沿进展》 内容简介 本书旨在全面深入地探讨现代光学领域的前沿进展与关键技术，尤其侧重于成像系统在信息获取、处理与传输中的核心应用。全书结构清晰，内容翔实，从基础的光学原理出发，逐步深入到当前最具挑战性和创新性的研究方向，为光学工程、精密仪器制造、微电子学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供了一份详尽的技术参考和知识导引。 第一部分：基础理论与新型光学元件 本部分首先回顾了经典几何光学和物理光学的基本定律，并在此基础上，重点解析了衍射光学、非球面光学以及超构材料（Metamaterials）在光场调控中的颠覆性作用。 1.1 波动光学与光场调控 详细阐述了夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的定量分析方法，并引入了光场调控的现代工具——相位屏和空间光调制器（SLM）的工作原理。讨论了光束整形技术，如涡旋光束的产生与应用，以及如何利用偏振光学原理实现对光信号的精确控制。 1.2 超构表面与平面化光学 本章深入剖析了超构表面（Metasurfaces）的设计理念与实现途径。通过对亚波长结构单元的电磁响应分析，解释了如何利用Lattice Resonance和表面等离激元极化（SPP）在极薄的二维平面上实现传统光学元件所需的功能，如超薄透镜（Metalenses）、光偏转器和偏振分析仪。重点对比了传统体光学元件与平面化光学器件在集成度、体积和像差控制方面的优劣。 1.3 梯度折射率光学（GRIN Optics） 系统介绍了梯度折射率材料的制备工艺（如离子交换法、磁控溅射法）及其在光纤、耦合器和小型化成像系统中的应用。通过解析光线在连续折射率梯度中的传播轨迹，展示了GRIN透镜在校正球差和简化复杂光学系统方面的潜力。 第二部分：先进成像系统与传感技术 本部分聚焦于当前高性能成像系统所依赖的关键技术，涵盖了从可见光到多光谱、高动态范围（HDR）成像的多个维度。 2.1 高分辨率成像与计算光学 详细讨论了受衍射极限限制的传统成像系统的局限性，并系统介绍了超越衍射极限的成像技术。重点介绍了计算成像（Computational Imaging）的原理，包括光场成像（Plenoptic Imaging）如何捕获空间和角度信息，以及层析成像（Tomography）在三维重建中的数学基础。深入探讨了基于深度学习的超分辨率重建（Super-Resolution, SR）算法，分析了卷积神经网络（CNN）在去除噪声和恢复高频信息方面的优势。 2.2 弱光与高动态范围成像 针对低照度环境下的信号获取问题，本章分析了CMOS和CCD传感器在电子学噪声、暗电流和量子效率方面的性能参数。重点介绍了叠层堆栈技术（Stacked Sensor Technology）在提高动态范围方面的进展，并详细阐述了多曝光融合（Exposure Fusion）和基于直方图均衡化的HDR处理算法，讨论了如何有效避免运动伪影。 2.3 新型传感器技术：SPAD与事件相机 本章详细介绍了单光子雪崩二极管（SPAD）阵列及其在高时间分辨率成像中的应用，特别是用于激光雷达（LiDAR）测距。更进一步，本书引入了事件驱动型相机（Event-Based Cameras，如DVS）的概念，解释了其基于亮度变化率而非固定帧率的成像机制，及其在高速运动场景分析和低延迟视觉任务中的独特优势。 第三部分：光学系统的集成、测试与应用 本部分关注工程实践层面的内容，包括如何将复杂的光学设计转化为可靠的物理系统，以及这些系统在关键工业和科学领域的实际部署。 3.1 微纳光学系统的集成与封装 讨论了MEMS技术在精密光学系统中的应用，如微振镜（DMD）和微扫描镜。详细分析了光机电一体化设计中的热稳定性、公差分析和装配精度对最终成像质量的影响。强调了在微纳尺度下，粘合剂、表面张力等非光学因素对性能的潜在干扰。 3.2 离线与在线光学测试计量 系统介绍了现代光学系统性能评价的关键指标，包括点扩散函数（PSF）、调制传递函数（MTF）的测量方法。讲解了基于傅里叶变换的零误差测试方法，以及利用干涉仪进行元件面形检测的原理。对于成品系统的测试，重点阐述了如何利用标准光源和靶标进行现场标定与校准。 3.3 关键应用领域实例分析 机器视觉与工业检测： 分析了如何结合高精度照明（如共焦照明、暗场照明）与高速相机在半导体晶圆检测、表面缺陷识别中的应用。 生物医学成像： 探讨了光学相干层析成像（OCT）在活体组织深度成像中的原理，以及荧光显微成像技术中对分辨率和光毒性的权衡。 遥感与空间光学： 介绍了高性能对地观测望远镜（如反射式望远镜系统）的消光设计、热控策略和在轨像差补偿技术。 总结 本书通过对光场调控、先进传感器与计算成像的综合论述，描绘了现代光学技术向着更高集成度、更强信息处理能力和更低能耗方向发展的清晰路径，旨在帮助读者掌握从理论到工程实践的全链条知识体系。
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