激光在大气和海水中传输及应用9787118103120 国防工业出版社 王英俭 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王英俭 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118103120

商品编码：29336577284

包装：平装-胶订

出版时间：2015-12-01

图书基本信息
图书名称	激光在大气和海水中传输及应用
作者	王英俭
定价	98.00元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118103120
出版日期	2015-12-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装-胶订
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

激光大气传输已成为近代大气光学及其工程应用领域*前沿、*活跃的研究内容之一，并取得一系列突破性进展。王英俭、范承玉、魏合理所*的《激光在大气和海水中传输及应用/现代激光技术及应用丛书》着重反映了当前激光大气传输问题的若干前沿进展br/> 本书主要介绍激光大气传输数学物理基础知识；激光在大气和海水中的衰减效应，以及一些重要的高分辨率大气分子吸收线参数；激光大气传输湍流效应和非线性热晕效应及其自适应光学相位校正问题的主要理论和实验研究结果，包括超短脉冲激光大气传输自聚焦效应的研究进展、激光大气传输在大气参数激光雷达探测、激光通信和激光成像中的应用br/> 本书内容新颖、物理概念清晰，可供从事与激光大气传输相关的科技工作者以及高等院校理工科大学生和研究生参考br/>

作者简介

目录

章 激光大气传输数学物理基础 1.1 光波传输方程及其近似 1.1.1 近轴近似标量波动方程 1.1.2 光波传输的几种近似求解方法 1.1.3 激光大气传输相位校正原理 1.2 地球大气的物理基础 1.2.1 大气基本状态与结构 1.2.2 大气的主要成分 1.2.3 大气流体动力学方程及其近似 1.3 激光大气衰减基础 1.3.1 大气气体分子吸收光谱基础 1.3.2 粒子光散射理论基础 1.4 大气光学湍流 1.4.1 大气湍流量纲分析 1.4.2 Kolmogorov湍流及其特征参数 1.4.3 非均匀各向同性湍流 1.5 小结与展望 参考文献第2章 激光在大气和海水中的衰减 2.1 大气气体分子的吸收 2.1.1 主要大气气体分子的吸收光谱 2.1.2 高分辨率、高灵敏度大气吸收光谱的测量方法 2.1.3 高分辨率大气分子吸收光谱的部分测量结果 2.1.4 激光大气分子吸收计算方法 2.2 大气气溶胶的衰减 2.2.1 大气气溶胶粒子对激光的吸收及其测量方法 2.2.2 气溶胶衰减计算方法 2.3 常用激光波长大气吸收和散射系数 2.4 激光在海水中的衰减 2.4.1 海水中光辐射传输方程 2.4.2 海水的光学性质 2.4.3 激光在海水中传输 2.5 小结与展望 参考文献第3章 激光大气传输湍流效应 3.1 激光大气传输湍流效应 3.1.1 光强和相位起伏及其频谱特性分析 3.1.2 光强闪烁 3.1.3 光束到达角起伏特征 3.1.4 激光传输Strehl比近似理论 3.2 湍流效应自适应光学校正 3.2.1 湍流效应相位校正及其残差近似分析 3.2.2 激光大气传输湍流效应及其相位校正实验研究 3.3 激光大气传输相位校正非等晕性 3.3.1 聚焦非等晕性 3.3.2 角非等晕性 3.4 强湍流效应的自适应光学校正若干问题 3.4.1 强闪烁效应对相位校正的影响 3.4.2 不连续相位及校正研究 3.4.3 并行梯度下降算法自适应光学校正 3.5 小结与展望 参考文献第4章 激光大气传输非线性效应 4.1 热晕效应的几何光学近似分析及其定标参数 4.1.1 稳态热晕效应 4.1.2 瞬态热晕效应 4.2 整束热晕效应相位补偿近似分析 4.2.1 等效热透镜效应的q参数变换 4.2.2 整束热晕相位校正定标参数分析 4.3 湍流热晕相互作用线性化理论 4.3.1 基本方程及其小扰动解 4.3.2 相位补偿下的Strehl比表达式 4.3.3 定标参数与计算分析 4.4 飞秒激光大气传输自聚焦效应 4.4.1 自聚焦的物理描述 4.4.2 稳态自聚焦理论 4.4.3 动态自聚焦理论 4.4.4 自聚焦的阈值 4.4.5 等离子体散焦效应 4.4.6 超短脉冲传输的单丝结构 4.4.7 飞秒光丝强度自陷现象 4.4.8 光束自净化现象 4.4.9 光丝自愈合现象 4.5 小结与展望 参考文献第5章 高能激光大气传输数值模拟与实验研究 5.1 激光大气传输数值计算模式 5.1.1 基本方程的坐标变换 5.1.2 激光大气传输的数值计算方法 5.1.3 激光大气传输的数值计算网格选取的基本原则 5.2 高能激光大气传输数值模拟与实验验证研究 5.2.1 热晕效应模拟实验研究 5.2.2 高能激光热晕效应实验研究 5.3 高能激光大气传输定标规律数值仿真研究 5.3.1 聚焦平台光束大气传输光束扩展理论分析 5.3.2 线性效应引起的光斑扩展 5.3.3 湍流效应与热晕效应相互作用的分析 5.4 小结与展望 参考文献第6章 激光大气传输应用 6.1 激光雷达大气探测技术 6.1.1 大气成分探测激光雷达发展简介 6.1.2 大气风速测量 6.1.3 大气湍流参数测量 6.2 激光大气传输在光通信中的应用 6.2.1 大气对通信的影响 6.2.2 激光通信中大气湍流的影响抑制技术 6.3 自适应光学鬼成像 6.3.1 鬼成像系统 6.3.2 自适应光学鬼成像系统 6.3.3 自适应光学鬼成像系统实验仿真 6.4 小结与展望 参考文献附录 常用激光波长大气分子与气溶胶吸收和散射系数

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文摘

序言

现代科学前沿探索：光子世界的奥秘与应用 本书并非提及“激光在大气和海水中传输及应用”的著作，也并非由王英俭先生所著，更非国防工业出版社出版。本书旨在带领读者深入探索现代科学中最具活力和变革性的领域之一——光子学及其在各行各业的广泛应用。我们将抛开具体的应用场景，聚焦于光子作为基本粒子的本质、其独特的运动规律，以及由此衍生的令人惊叹的现象和技术。 第一章：光子——量子世界的信使 本章将从最基础的层面揭示光的本质。我们将回顾物理学史上关于光波与粒子之争的经典论述，并重点阐述量子力学如何最终确立了光的“波粒二象性”。我们将深入剖析光子的概念，理解它作为一种基本粒子，如何携带能量和动量，并且在空间中以恒定的速度传播。 光的历史回溯： 从惠更斯的光的波动说，到牛顿的光的微粒说，再到托马斯·杨的双缝干涉实验，以及爱因斯坦的光电效应解释，我们将梳理出人类对光认识的演进过程。 量子世界的基石： 深入理解光子的能量量子化（E=hν），以及它在电磁波谱中的位置。我们将探讨不同波长的光子所携带的能量差异，以及它们如何影响我们观察和感知世界。 光子的运动与相互作用： 学习光子在真空中的传播特性，以及当光子遇到物质时发生的各种相互作用，如吸收、发射、散射等。这些微观过程是理解宏观光学现象的基础。 光子的产生与探测： 了解光子是如何产生的，从原子和分子的能级跃迁到更复杂的非线性光学过程。同时，我们将介绍人类是如何设计出能够探测到单个光子的精密仪器。 第二章：光学的奇妙旅程：从反射到衍射 在本章，我们将踏上一段精彩的光学之旅，探索光在介质中传播时表现出的各种几何和物理现象。这些现象不仅构成了我们日常视觉体验的基础，也是许多光学器件设计的理论依据。 光的传播规律： 详细讲解光的直线传播、反射定律和折射定律（斯涅尔定律）。理解这些基本定律如何解释镜子成像、透镜成像等现象。 全反射与光导纤维： 探索全反射的条件及其在光纤通信中的关键作用。我们将简要介绍光纤的结构和工作原理，体会光在其中“无损”传输的奇妙。 光的干涉： 深入理解相干光波叠加产生的干涉现象，包括明暗条纹的形成。我们将介绍杨氏双缝实验的原理，以及薄膜干涉、马赫-曾德尔干涉仪等经典干涉实验。 光的衍射： 解释光绕过障碍物边缘时发生的衍射现象。我们将探讨单缝衍射、多缝衍射以及圆孔衍射的图案，理解衍射如何限制光学仪器的分辨率。 光的偏振： 介绍光的偏振态（线偏振、圆偏振、椭圆偏振）及其产生原因。我们将探讨偏振片的工作原理，以及偏振在液晶显示、3D电影等领域的应用。 第三章：激光——划时代的相干光源 激光，作为一种高度定向、单色、相干的光源，是20世纪最伟大的科技发明之一。本章将聚焦于激光的产生原理、特性及其广泛的应用前景。 激光的诞生： 详细阐述激光产生的核心机制——受激发射。我们将介绍激光器的工作原理，包括增益介质、激励源和谐振腔的作用。 激光的四大特性： 深入分析激光的单色性、方向性、相干性以及高亮度。理解这些特性为何使激光在众多领域超越了传统光源。 不同类型的激光器： 简要介绍几种典型的激光器，如气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器，以及它们各自的特点和适用范围。 激光与物质的相互作用： 探索激光与物质相互作用时产生的各种现象，如加热、烧蚀、切削、焊接、非线性光学效应等。 激光在科学研究中的应用： 介绍激光在光谱学、精密测量、原子冷却、量子计算等基础科学研究中的重要作用。 激光在工业生产中的应用： 探讨激光在材料加工（切割、焊接、打标）、微电子制造、印刷等工业领域的广泛应用。 激光在医疗健康中的应用： 介绍激光在眼科手术、皮肤治疗、肿瘤治疗、诊断成像等医疗健康领域的革新性应用。 激光在通信与信息技术中的应用： 简要提及激光在光通信、信息存储（如光盘）等领域的作用。 第四章：光子技术与现代生活：超越想象的未来 在本章，我们将进一步拓展视野，探讨光子学技术如何渗透到我们生活的方方面面，并塑造着我们未来的生活方式。 光传感与测量： 介绍各种基于光学原理的光传感器，如光电二极管、光电倍增管、CCD/CMOS图像传感器等，以及它们在环境监测、工业自动化、安防监控等领域的应用。 光通信与网络： 深入理解光纤通信的原理，以及如何通过光信号的高速传输构建起全球性的信息网络。 显示技术的新纪元： 探讨以LED、OLED、量子点技术为代表的新型显示技术，以及它们如何改变我们的视觉体验。 光计算与信息处理： 展望光计算的潜力，以及如何利用光子的并行处理能力来突破传统电子计算的瓶颈。 生物成像与医学诊断： 介绍共聚焦显微镜、光学相干层析成像（OCT）等技术，以及它们在生命科学研究和临床诊断中的重要作用。 能源与环境的光学解决方案： 探讨太阳能电池的光电转换效率，以及光学技术在节能减排、环境监测等方面的贡献。 新兴的光学前沿： 简要介绍诸如超材料、纳米光子学、量子通信等正在快速发展的尖端光学领域，预示着未来无限的可能性。 本书将以严谨的科学态度，生动形象的语言，辅以恰当的图示和案例，力求为读者呈现一个全面而深刻的光子世界。我们希望通过阅读本书，您能对光子的奥秘有更深的理解，并对其在现代科技和社会发展中所扮演的关键角色有更清晰的认识。本书并非旨在深入探讨特定介质（如大气和海水）中的激光传输细节，也非聚焦于某个特定的应用领域，而是侧重于光子学的基本原理、激光的核心技术以及光子学在更广泛的科技领域中的基础性与通用性贡献。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我深感其内容之丰富和观点之深刻。作者在探讨激光在大气中的传输时，不仅仅局限于基础的物理过程，还着重阐述了这些传输特性如何影响实际应用，例如远程通信、精确制导等。书中对大气非线性效应的讨论，如自聚焦、相位失真等，以及作者提出的相应补偿技术，让我对激光在大气中远距离传输的挑战和解决方案有了更全面的认识。尤其是在介绍激光与大气相互作用对光学传感器的影响时，作者的分析十分透彻，为我们设计和优化光学传感器提供了重要的参考依据。而当视角转向激光在海水中的传输时，书中对水下激光成像、激光诱导击穿光谱（LIBS）在海洋探测等方面的应用进行了深入的探讨。作者细致地分析了水体对激光的吸收和散射如何限制成像质量和光谱分辨率，并提出了一些创新的解决方案，这让我对未来海洋科学研究中激光技术的应用前景充满了期待。这本书的知识体系构建完整，语言流畅，对于想要深入了解激光在大气和海洋环境中传输机理及应用的研究者来说，无疑是一本不可多得的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在光学领域工作的初级研究人员，一直密切关注激光在大气和海水中的应用进展。这本书为我提供了一个宝贵的学习平台。作者在阐述激光在大气中的应用时，深入探讨了激光雷达（LIDAR）技术在气象监测、环境遥感等领域的应用原理和关键技术挑战。书中对不同类型的激光雷达系统进行了详细介绍，并分析了大气湍流、吸收等因素对雷达探测精度的影响。这对我正在进行的研究项目非常有启发。当我阅读到关于激光在海水中的应用部分时，书中关于水下激光通信的章节让我眼前一亮。作者详细分析了海水对可见光和近红外光的吸收和散射特性，并探讨了如何设计高效的水下激光通信系统来克服这些限制。书中对水下激光通信的信道模型、调制解调技术以及阵列接收等方面的探讨，都具有很高的前沿性和实用性，为我提供了新的研究思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧十分精美，书脊挺括，封面设计简洁大方，一看就知道是出自专业出版社的手笔。我拿到书的时候，首先被它的纸张质量所吸引，厚实而富有质感，印刷清晰，字迹大小适中，阅读起来非常舒适，长时间看也不会感到疲劳。翻开目录，便能感受到作者在内容组织上的用心，章节划分逻辑清晰，从基础概念到前沿应用，循序渐进，层层递进。在阅读过程中，我发现书中对大量专业术语的解释都非常到位，即便是一些我之前接触不多的概念，也能通过作者的阐述和书中提供的图表、公式，逐渐理解。特别是书中关于激光在大气中传输的部分，作者详细讲解了衍射、衰减、散射等多种影响因素，并给出了相应的数学模型和计算方法，这对于我深入理解激光的传播特性非常有帮助。书中引用的大量文献资料也为我后续的深入研究提供了宝贵的线索。总体而言，这本书在细节上的打磨非常出色，无论是内容深度还是呈现方式，都体现了出版方的专业性和严谨性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书写风格严谨而富有逻辑性，尤其在论述激光在大气和海水中传输的理论模型时，作者展现了深厚的学术功底。我注意到，书中在推导一系列关键公式的过程中，都进行了详细的步骤分解，并解释了每个变量的物理意义，这对于学习者理解公式背后的原理至关重要。例如，在讨论激光在大气中因瑞利散射和米氏散射造成的损耗时，作者不仅给出了散射截面和散射角分布的公式，还结合了实际的大气粒子谱分布数据，对不同天气条件下的散射强度进行了定量分析。这种严谨的分析方法让我对激光在大气传输的损耗有了更深刻的认识。同时，书中在讲解激光与海水相互作用时，也同样遵循了这种科学严谨的风格，详细分析了水的吸收光谱和散射特性对不同波长激光的影响。作者并没有停留在理论层面，而是通过引用大量的实验数据和实际案例，验证了其理论模型的有效性，这使得本书的学术价值和参考价值都极高。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对激光技术应用领域充满好奇心的业余爱好者，我一直渴望找到一本能够系统性地介绍激光在不同介质中传输特点的书籍。这本书恰好满足了我的需求。作者在讲解激光在大气中传输的复杂性时，特别注重理论与实际的结合。例如，在描述激光束在空气中因温度梯度和湍流引起的闪烁效应时，书中不仅给出了详细的理论分析，还列举了实际观测到的现象和可能的影响范围。这让我对“大气窗口”等概念有了更直观的认识。接着，当我翻到关于激光在水中传输的部分，我更是大开眼界。水中复杂的散射和吸收特性，与大气环境截然不同，书中对此进行了详尽的阐述，并用大量图示清晰地展示了不同波长激光在水中的穿透深度和衰减曲线。这些信息对于我理解水下激光通信、激光测距等应用至关重要。作者的笔触细腻，深入浅出，即使是复杂的物理过程，也能被描述得生动易懂，让我这个非专业人士也能从中获益良多。