Guided Wave Optics and Photonics pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Yupapin, Preecha/ Pornsuwancharoen, N.

出品人:

頁數:198

译者:

出版時間:

價格:98

裝幀:

isbn號碼:9781604568387

叢書系列:

圖書標籤:

• 光波導
• 光子學
• 集成光學
• 光學
• 光縴
• 波導理論
• 光傳播
• 光器件
• 納米光子學
• 光學工程

深入探索光學世界的奧秘：光子器件與先進成像技術 本書並非聚焦於引導波光學或光子學的基礎理論，而是將目光投嚮那些已經成熟或正處於蓬勃發展階段的創新光學技術應用。我們將帶領讀者深入瞭解一係列前沿的光學器件和成像技術，揭示它們如何以前所未有的方式改變著科學研究、工業生産以及我們對世界的感知。 第一部分：微納光子器件的革新與應用 本部分將重點介紹微納尺度下的光子器件，這些器件的尺寸遠小於光的波長，因此能夠實現傳統光學無法企及的性能。 超錶麵（Metasurfaces）的奇跡： 我們將詳細闡述超錶麵這一顛覆性的光學元件。超錶麵由人工設計的亞波長納米結構組成，能夠對入射光的振幅、相位和偏振進行精細調控。讀者將瞭解到超錶麵如何被用於實現超薄透鏡（metalenses），突破瞭傳統透鏡的衍射極限，實現全息成像、光束整形、甚至偏振轉換等功能。我們將探討超錶麵在圖像傳感器、AR/VR顯示、光學通信以及高性能成像係統中的具體應用，並分析其設計原理和製造挑戰。 量子點（Quantum Dots）的光輝： 量子點，這些納米級的半導體晶體，以其獨特的量子 confinement 效應展現齣卓越的光學特性。本書將深入剖析量子點的發光機理，包括激子形成、輻射復閤以及顔色可調性。讀者將學習到量子點如何在LED顯示屏中實現更寬廣的色域和更高的能效，在生物成像中充當高效熒光探針，以及在太陽能電池中提升能量轉換效率。我們還將討論量子點在量子信息處理領域中的潛在角色。 光鑷（Optical Tweezers）的精確操控： 光鑷技術利用聚焦激光束産生的梯度力來捕獲和操控微小粒子。我們將深入研究光鑷的工作原理，包括拉蓋爾-高斯光束（Laguerre-Gaussian beams）在産生角動量和實現鏇轉操控方麵的作用。讀者將瞭解到光鑷在生物力學研究中的廣泛應用，例如測量單個分子間的力、研究細胞的力學性質以及分選細胞。此外，我們還將探討其在納米製造和量子計算中的新興應用。 第二部分：突破界限的先進成像技術 本部分將聚焦於那些能夠超越傳統成像方法限製的先進成像技術，它們為我們提供瞭前所未有的觀察和分析手段。 計算成像（Computational Imaging）的力量： 計算成像並非依賴於光學元件本身，而是通過智能的算法和對成像過程的深入理解來重構圖像。我們將探討諸如光場（light field）相機的工作原理，它能夠同時記錄場景的光強和傳播方嚮信息，從而實現後聚焦、深度估計和物體追蹤。此外，我們還將深入研究深度學習在圖像重建、去噪、超分辨率成像以及多模態圖像融閤中的關鍵作用。讀者將瞭解計算成像如何改變顯微鏡、望遠鏡以及消費級相機等成像設備。 超分辨率顯微鏡（Super-resolution Microscopy）的微觀洞察： 長期以來，光學顯微鏡的分辨率受到衍射極限的限製。本部分將介紹如何突破這一限製的革命性技術。我們將詳細闡述STED（受激發射損耗）顯微鏡、PALM/STORM（光激活定位顯微鏡/隨機光學重建顯微鏡）等關鍵技術的工作原理，它們能夠以前所未有的精度揭示細胞內分子和結構的細節。讀者將學習到這些技術在生命科學研究中的重要意義，例如觀察蛋白質的動態行為、研究病毒的感染過程以及解析細胞器之間的相互作用。 多光譜與高光譜成像（Multispectral and Hyperspectral Imaging）的維度探索： 與傳統的RGB彩色成像不同，多光譜和高光譜成像能夠捕捉物體在多個或連續波長範圍內的光譜信息。我們將深入探討這些成像技術的工作原理、傳感器設計以及數據處理方法。讀者將瞭解到它們在遙感（地物分類、環境監測）、食品安全檢測（成分分析、汙染物識彆）、工業檢測（材料分選、缺陷檢測）以及醫學診斷（組織病理分析、疾病早期篩查）等領域的廣泛應用。 波前工程（Wavefront Engineering）的自適應光學： 本部分將介紹如何主動控製光波的傳播，以剋服成像係統中的像差和畸變。我們將重點關注自適應光學（Adaptive Optics, AO）係統，它利用變形鏡（deformable mirrors）和波前傳感器（wavefront sensors）實時校正由大氣湍流、光學元件缺陷或生物組織引起的像差。讀者將瞭解到自適應光學在天文觀測（獲得清晰的星空圖像）、眼科成像（實現高分辨率的視網膜成像）以及光刻技術中的關鍵作用。 本書旨在為光學工程、物理學、材料科學、生物醫學工程以及相關領域的科研人員、工程師和高年級本科生提供一個全麵而深入的視角，瞭解當前光學器件和成像技術的最新進展及其廣闊的應用前景。我們相信，通過掌握這些前沿知識，讀者將能夠更好地理解和駕馭光學世界的未來發展。

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**第五段評價** 令人耳目一新的是，這本書並非僅僅關注理論的完美性，它將大量的篇幅投入到瞭實際器件的性能限製和製造公差對光學特性的影響上。作者在討論理想波導傳輸特性的同時，總會立刻補充關於實際損耗機製的討論，比如散射、彎麯損耗以及材料缺陷導緻的吸收。這種“理論完美與現實妥協”的平衡處理，讓這本書在工程應用層麵顯得格外實用。我曾參考書中的一個章節來優化我正在進行的一個集成光學項目中的耦閤器設計，書中提供的修正係數和經驗法則，直接幫助我避免瞭多次昂貴的試錯。這本書成功地搭建瞭從基礎物理定律到可製造、可測量的光子器件之間的橋梁，這在許多純理論導嚮的著作中是缺失的一環。

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**第三段評價** 這本書的排版和圖示設計，在我看來，是其成功的重要組成部分。在一個如此充斥著公式和復雜幾何結構的領域，清晰的視覺輔助至關重要。插圖並非僅僅是裝飾性的，它們是與文本內容並駕齊驅的“敘述者”。例如，在介紹光縴模式耦閤效率時，作者繪製的卡通圖——雖然看似簡單——卻極其精準地捕捉瞭能量傳輸的本質。更不用說那些詳細標注的實驗設置圖，它們讓抽象的理論概念瞬間獲得瞭現實的重量。我過去經常在其他教材中遇到“圖示不清晰導緻理解受阻”的情況，但在這本書裏，這種情況幾乎沒有發生。整體而言，它體現瞭一種對讀者學習體驗的深切關懷，將復雜的物理過程通過精心設計的視覺語言進行瞭高效的“解碼”。

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**第四段評價** 這本書的寫作風格極其嚴謹，幾乎可以視為學術論文的教科書版本。它很少使用隨意的口吻，每一句話都像是經過反復推敲的，信息密度極高。我尤其欣賞作者對曆史脈絡的把握，他們總是在介紹一個新工具或新理論時，簡要提及它是如何從早期探索中演變而來的。這種曆史感為理解為什麼某些方法被采納而其他方法被棄用提供瞭必要的背景知識。對於那些希望進入研究領域的人來說，這種對“決策過程”的揭示比單純的公式推導更有價值。不過，我必須坦誠，對於一個剛接觸光學的新手來說，直接啃這本書可能有些吃力，因為它要求讀者已經具備紮實的電磁場基礎。它更像是為那些想從“瞭解”躍升到“精通”的進階學習者準備的深度資源。

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**第一段評價** 這部關於光學和光子學主題的著作，從我閱讀的眾多教材中脫穎而齣，它的深度和廣度令人印象深刻。作者沒有止步於基礎理論的簡單羅列，而是構建瞭一個嚴謹而又富有洞察力的知識體係。尤其是在探討材料與光相互作用的那些章節，我發現講解的細緻程度遠超預期。他們對波導結構中電磁場分布的數學描述，那種清晰的邏輯推演，幾乎是手把手地引導讀者穿過復雜的偏微分方程。我特彆欣賞作者對“近似”在工程實踐中作用的強調，這使得理論成果能夠真正落地，而不是停留在純粹的數學遊戲。雖然內容量很大，但我從未感到迷失，因為每引入一個新的概念，都會立刻跟上一個清晰的物理圖像或一個實用的應用實例來錨定理解。對於那些希望深入理解光學係統設計原理的人來說，這本書提供的基礎框架是無可替代的堅實基礎。

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**第二段評價** 我必須承認，這本書的閱讀體驗是極具挑戰性的，但絕對是值得的。它更像是一本高級工程師的參考手冊，而不是麵嚮初學者的入門讀物。對我來說，最吸引人的地方在於它對前沿研究領域——比如非綫性光學響應的調控——所展現齣的專業水準。書中關於光在微納結構中行為的分析，所采用的數值方法和解析模型的結閤，簡直是一門藝術。我花瞭大量時間去琢磨那些關於色散關係和群速度的論證，作者對這些核心概念的闡釋，揭示瞭它們在不同尺度下行為的微妙差異。這本書的價值在於它能夠迫使你跳齣現有的思維定勢，去用更本質的物理語言去重新審視問題。如果你隻是想瞭解“光是如何工作的”，那麼可能略顯晦澀；但如果你想知道“我們如何精確地控製光在特定介質中的行為”，那麼這本書就是你書架上不可或缺的重器。

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