激光束二元光学变换及其应用/现代激光技术及应用丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谭峭峰虞钢李少霞... 编

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店铺： 土星图书专营店

出版社： 国防工业

ISBN：9787118111453

商品编码：29465379960

开本：16

出版时间：2016-11-01

基本信息

• 商品名称：激光束二元光学变换及其应用/现代激光技术及应用丛书
• 作者：谭峭峰//虞钢//李少霞
• 定价：78
• 出版社：国防工业
• ISBN号：9787118111453

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2016-11-01
• 印刷时间：2016-11-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：264
• 字数：323千字

内容提要

谭峭峰、虞钢、李少霞著的《激光束二元光学变 换及其应用》以作者科研团队的*新研究成果为基础 ，结合**外研究进展编写而戍。本书共分为六章。
    第1章为绪论，介绍激光柬的传输和变换，以及二元 光学在激光束变换领域的优势。第2章介绍二元光学 相关理论及其优化设计方法。第3章介绍包括等强度 和非等强度分布的点阵、条形及圆环光栅及应用。第 4章介绍大尺寸非等强度光斑的实现及其应用。第5章 介绍双光子加工、超分辨元件的设计方法、超分辨实 验等内容。第6章介绍柱矢量光束的生成方法、聚焦 特性及应用。
     本书可供从事二元光学的科研人员和工程技术人 员参考，也可以作为光学类、光学工程类、物理类等 相关学科的研究生和高年级本科生的参考书。
    

目录

第1章 绪论
1.1 激光束的传输
1.1.1 激光束的传输特性
1.1.2 激光束的应用需求
1.2 激光束的变换
1.2.1 基于折射原理的激光束变换
1.2.2 基于衍射原理的激光束变换
1.3 二元光学及其优势
参考文献
第2章 二元光学基础理论及优化算法
2.1 二元光学基础理论
2.1.1 亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理
2.1.2 索末菲辐射条件
2.1.3 基尔霍夫边界条件
2.1.4 菲涅尔衍射
2.1.5 夫琅和费衍射
2.2 二元光学元件优化设计
2.2.1 几何变换法
2.2.2 优化算法
2.2.3 精细化设计
2.2.4 衍射超分辨元件的全局优化
2.2.5 非夫琅和费衍射系统的二元光学元件优化
2.3 光束变换性能的空间频谱分析
2.3.1 空间频谱
2.3.2 性能参数定义
2.3.3 滤波性能
参考文献
第3章 二值相位光栅及其应用
3.1 达曼光栅设计原理
3.1.1 一维达曼光栅设计原理
3.1.2 达曼光栅二维优化编码原理
3.2 点阵型准达曼光栅(Quasi-Dammann Grating)
3.2.1 QDG的编码方式
3.2.2 QDG的描述参数
3.2.3 QDG目标函数定义
3.2.4 QDG优化设计
3.3 圆环形达曼光栅
3.3.1 宽带圆环形达曼光栅
3.3.2 窄带圆环形达曼光栅
3.4 二值相位光栅的制作和检测
3.4.1 二值位相光栅的制作
3.4.2 二值相位光栅的检测
3.4.3 误差分析
3.5 二值相位光栅的应用
3.5.1 点阵型二值相位光栅的应用
3.5.2 点阵光斑与激光表面强化
3.5.3 条带达曼光栅及其应用
参考文献
第4章 多阶二元光学元件与激光束整形
4.1 多圆环二元光学整形元件
4.1.1 设计方法
4.1.2 设计实例
4.1.3 多台阶光束整形元件制作
4.2 任意二维分布二元光学激光束整形元件
4.2.1 不同衍射场数值计算方法的采样范围
4.2.2 发散球面波入射情况下的二次采样数值计算方法
4.2.3 折衍混合元件实现大衍射场激光束整形
4.3 二维精细化设计
4.3.1 光束整形衍射图案中的激光散斑
4.3.2 抑制激光散斑的光束整形优化算法
4.4 二元光学激光束整形元件的应用
4.4.1 多圆环光束整形元件的应用
4.4.2 非对称光束整形元件的应用
4.4.3 精细化设计光束整形元件的应用
参考文献
第5章 双光子衍射超分辨率加工
5.1 双光子加工简介
5.1.1 双光子激发原理和技术特点
5.1.2 双光子微细加工研究现状
5.2 衍射超分辨元件设计方法
5.2.1 衍射超分辨性能参数
5.2.2 小数值孔径下衍射超分辨元件设计方法
5.2.3 大数值孔径下衍射超分辨元件设计
5.3 双光子加工的分辨率增强实验
5.3.1 横向超分辨仿真实验
5.3.2 横向超分辨实验
5.4 径向偏振光入射下衍射超分辨元件设计与性能
5.4.1 二维衍射超分辨元件设计与性能
5.4.2 三维衍射超分辨元件设计与性能
参考文献
第6章 柱矢量光束及应用
6.1 柱矢量光束简介
6.1.1 基本概念
6.1.2 自由空间传播特性
6.2 柱矢量光束的生成方法
6.2.1 生成方法综述
6.2.2 基于亚波长金属光栅的生成方法
6.3 柱矢量光束的聚焦特性
6.3.1 相位均匀分布的柱矢量光束的聚焦特性
6.3.2 柱偏振涡旋光束的聚焦特性
6.3.3 **次轴对称偏振光束的聚焦特性
6.4 柱矢量光束在材料加工中的应用
6.4.1 光束偏振态对材料加工效率的影响
6.4.2 聚焦整形技术在材料加工中的应用
参考文献

光学衍射元件的设计、制造与应用 本书深入探讨了光学衍射元件的设计、制造及其在各个领域的广泛应用。作为现代光学技术的重要组成部分，衍射元件以其独特的光束操纵能力，为光学系统设计带来了革新性的解决方案。本书旨在为读者提供一个全面而深入的理解，涵盖了从基本原理到前沿应用的各个层面。 第一章：衍射光学元件的基本原理 本章首先回顾了衍射的基本概念，包括惠更斯原理、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。我们将详细阐述衍射现象的物理机制，以及光波在传播过程中遇到障碍物或孔径时如何发生弯曲和干涉。在此基础上，本章将重点介绍衍射光学元件（DOE）的成像原理。与传统的折射和反射光学元件不同，DOE通过精密的表面或体内的微纳结构来调制光的相位或振幅，从而实现对光束的精确控制。我们将深入分析DOE的设计理念，包括全息图原理、多层衍射和复振幅调制等。 衍射理论回顾： 详细讲解惠更斯-菲涅耳原理，以及几何光学向波动光学过渡的必然性。 夫琅禾费衍射在DOE中的应用： 分析远场衍射图样与物体函数的关系，为DOE的设计提供理论基础。 DOE的基本分类： 区分体型衍射光学元件（B-DOE）和表面型衍射光学元件（S-DOE），并讨论各自的优缺点。 衍射效率与衍射级次： 深入探讨影响衍射效率的关键因素，如光栅线密度、占空比、刻蚀深度以及光波长等。分析高衍射级次产生的机理和控制方法。 衍射元件的成像机制： 解释DOE如何通过相位编码实现聚焦、准直、分束、光束整形等功能，并与传统光学元件进行对比。 第二章：衍射光学元件的设计方法 本章将系统介绍设计衍射光学元件的各种方法，从理论推导到数值模拟，为实现特定功能的光学元件提供技术支撑。我们将重点关注几种主流的设计算法，包括迭代傅里叶变换算法（IFTA）、直接二值化（Direct Binary Search, DBS）算法以及基于优化的设计方法。 迭代傅里叶变换算法（IFTA）： 详细介绍IFTA的流程，包括输入目标光场、迭代优化相位图，并讨论其在生成复杂DOE时的优势和局限性。 直接二值化（DBS）算法： 阐述DBS算法如何通过搜索最优的二值化相位分布来逼近目标光场，特别适用于设计二元衍射光学元件。 基于优化的设计方法： 介绍模拟退火、遗传算法、粒子群优化等现代优化技术在DOE设计中的应用，以获得更高的衍射效率和更优的光束质量。 基于物理模型的仿真： 讲解如何利用严格耦合波分析（RCWA）等方法对DOE的衍射性能进行精确预测，为设计优化提供反馈。 微纳结构设计： 介绍如何设计精确的微纳结构形状，如梯形、圆形、锥形等，以实现更复杂的相位调制。 设计中的约束条件： 讨论在实际设计中需要考虑的因素，如制造公差、材料限制、工作波长范围等。 第三章：衍射光学元件的制造技术 本章将深入探讨衍射光学元件的制造技术，从传统的微纳加工方法到新兴的增材制造技术。高质量的制造是实现高性能DOE的关键。我们将详细介绍各种制造工艺的原理、特点、优势以及面临的挑战。 光刻技术： 详细阐述紫外光刻（UV lithography）、电子束光刻（EBL）和纳米压印光刻（NIL）等技术在DOE制造中的应用，分析其分辨率、精度和生产效率。 刻蚀技术： 介绍干法刻蚀（如反应离子刻蚀 RIE）和湿法刻蚀在DOE表面形貌形成中的作用，探讨不同刻蚀参数对刻蚀速率和侧壁形貌的影响。 薄膜沉积与加工： 讲解通过多层薄膜沉积实现复杂的DOE结构，以及后续的刻蚀或研磨步骤。 聚焦离子束（FIB）技术： 介绍FIB在DOE的微纳结构精确加工和原型制造中的独特优势。 增材制造（3D打印）技术： 探讨激光烧结、立体光固化等3D打印技术在制造复杂三维DOE方面的潜力，并分析其精度和适用性。 表面处理与后加工： 介绍抛光、涂层等后处理工艺对DOE性能的影响。 质量控制与表征： 讨论如何通过原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、白光干涉仪等手段对制造的DOE进行形貌和精度检测。 第四章：衍射光学元件的应用领域 本章将详细介绍衍射光学元件在众多领域的广泛应用，展示其在推动技术进步方面的巨大潜力。我们将从具体的应用案例出发，深入分析DOE如何在不同场景下发挥关键作用。 光学测量与检测： 光栅尺和编码器： 介绍DOE在精密位移测量中的应用，实现高分辨率的位置反馈。 激光扫描显微镜： 分析DOE如何用于构建光场扫描显微镜，实现超分辨成像。 三维形貌测量： 介绍DOE在结构光投影和条纹投影等三维测量技术中的应用。 光通信与光互连： 波分复用器（WDM）： 讲解DOE如何作为无源器件实现多通道光信号的分离和合路，应用于光纤通信系统。 光互连： 分析DOE在集成光学器件和芯片级光互连中的作用，提高数据传输速率。 激光加工与材料处理： 光束整形： 介绍DOE如何将高斯光束整形为方形、圆形、环形等光束，用于激光焊接、切割、打孔等精密加工。 多点聚焦： 阐述DOE如何实现激光束的同时聚焦到多个点，提高加工效率。 激光打标和微加工： 分析DOE在实现复杂图案激光打标和高精度微加工中的应用。 成像系统与显示技术： 衍射光学镜头： 介绍DOE如何作为超薄、轻便的镜头，用于手机相机、VR/AR设备等。 全息显示： 探讨DOE在构建全息显示器中的关键作用。 夜视与增强现实： 分析DOE如何集成到头戴显示设备中，实现图像叠加和增强。 生物医学应用： 显微成像： 介绍DOE在相差显微镜、共聚焦显微镜中的应用，提高成像对比度和分辨率。 光镊： 阐述DOE如何用于生成复杂的多光镊阵列，实现对微小粒子的操纵。 其他新兴应用： 空间光调制器（SLM）： 介绍DOE作为SLM的重要组成部分，在全息术、光计算等领域的应用。 激光雷达（LiDAR）： 分析DOE在构建固态LiDAR中的潜力，提高扫描速度和探测范围。 太阳能电池： 探讨DOE如何用于增强太阳能电池的光吸收效率。 第五章：衍射光学元件的前沿研究与发展趋势 本章展望了衍射光学元件领域的前沿研究方向和未来发展趋势。随着科学技术的不断进步，DOE的设计、制造和应用正朝着更加智能化、集成化和高性能化的方向发展。 人工智能辅助设计： 探讨机器学习和深度学习在加速DOE设计流程、优化设计结果中的应用。 多功能一体化DOE： 研究如何设计能够同时实现多种功能的集成化DOE，减少光学系统体积。 宽带与高效率DOE： 探索在更宽波长范围内实现高衍射效率的技术，解决传统DOE的色差问题。 可调谐与动态DOE： 研究电控、热控等方式实现DOE性能的可调性，以适应动态光学应用的需求。 新型材料在DOE中的应用： 探索新型光刻胶、超材料等在制造高性能DOE中的潜力。 与微纳光子学的融合： 分析DOE与集成光子芯片、量子光学等领域的交叉融合，拓展其应用边界。 面向特定行业的定制化解决方案： 强调根据不同应用场景的需求，开发高度定制化的DOE产品。 本书力求为读者构建一个完整而深入的衍射光学元件知识体系，帮助理解其核心原理，掌握设计与制造方法，并洞察其在未来科技发展中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计颇具科技感，书名“激光束二元光学变换及其应用”本身就暗示了其内容的深度和专业性。我是一名对光学物理有浓厚兴趣的爱好者，一直对激光的种种奇妙应用充满好奇。然而，“二元光学变换”这个概念对我来说相对陌生，因此我特别希望通过这本书能够对其有一个清晰的认识。我希望书中能够从基本的光学原理出发，逐步深入地讲解二元光学变换是如何实现的，例如，通过构建特定的微纳结构来实现对激光束的相位调制、衍射等效应。我尤其关心的是，这种“二元”的特性是如何体现在光学元件的设计和制造过程中的，以及它相较于传统光学元件的优势何在。另外，书名中的“应用”部分也让我充满了期待。我希望能够看到一些前沿的、有实际意义的应用实例，比如在全息技术、光学信息处理、甚至是在激光微加工和生物传感等领域，二元光学变换是如何发挥其独特作用，解决实际工程难题的。我希望这本书能够提供一些深入浅出的讲解，即使对于非专业人士，也能从中获得启发和知识。

评分☆☆☆☆☆

我对激光技术在各个领域的创新性应用始终保持着高度的关注。这本书的标题，“激光束二元光学变换及其应用”，立刻引起了我的兴趣，因为它触及到了一个我之前接触不多的前沿领域。我非常想了解，“二元光学变换”到底是什么？它是否是一种通过微纳结构来精确控制激光束特性的新型光学技术？我期望书中能够详细阐述其背后的物理原理，比如衍射光学、表面图案化等，以及它在设计和制造上的独特性。我尤其好奇的是，与传统的连续面光学元件相比，二元光学在实现复杂光场调控方面有哪些优势，例如在小型化、集成化以及性能提升方面。书中关于“应用”的部分更是我关注的焦点，我希望能够看到它在哪些具体领域展现出强大的潜力。例如，在先进的照明系统、光学通信、或者在生物医学成像和光镊等精密操控领域，二元光学变换是否已经取得了显著的成果？我希望这本书能够提供一些生动具体的案例，让我能够更直观地理解这项技术如何改变我们对激光的认知和应用方式，并激发我对未来科技发展的更多想象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面的“激光束二元光学变换及其应用”几个字颇为醒目，给人一种专业而严谨的印象。我一直对光学领域，特别是激光技术的发展非常感兴趣，尤其是当它与“二元光学变换”这样的专业术语结合时，更是激起了我深入了解的欲望。虽然我并非该领域的专业研究人员，但凭借着对科学的好奇心，我还是被这本书所吸引。我希望通过阅读这本书，能够初步了解二元光学变换的基本原理，以及它是如何被应用于控制和操控激光束的。例如，我很好奇二元光学元件是如何通过微纳结构来实现对光束相位、振幅或偏振的精确调制的，这是否就像给光束施加了一套精密的“数字指令”？此外，书中提到的“应用”部分尤其让我期待，我希望看到一些实际的例子，比如在光学成像、信息传输、光通信、甚至在精密加工和医疗领域，二元光学变换是如何发挥其独特优势，解决实际问题的。这本书能否为我这个光学领域的“门外汉”打开一扇了解前沿科技的大门，让我对激光束的“魔力”有更直观的认识，是我非常关心的问题。期待书中能有深入浅出的讲解，让我这个非专业读者也能有所收获，激发我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注现代激光技术发展的爱好者，我对激光在各个领域的应用前景充满了期待。这本书的标题“激光束二元光学变换及其应用”立刻抓住了我的眼球，因为它指向了一个我之前不太熟悉的交叉领域。我特别想知道，什么是“二元光学变换”？它与传统的激光光学器件有什么本质区别？书中是否会详细阐述其背后的物理原理，比如衍射光学、微纳加工技术等？我猜测，这可能涉及到一种通过特定设计的微结构来对激光束进行“编程”的方式，从而实现一些传统光学难以达到的功能。书中提到的“应用”部分更是我关注的重点，我希望看到它在哪些方面能够带来突破性的进展。例如，在高性能激光雷达、先进的显微成像系统、甚至是未来光计算等前沿领域，二元光学变换是否已经展现出其独特的价值？我期待这本书能够提供一些具体的案例分析，让我能够理解这些看似抽象的技术如何转化为实实在在的应用，并为相关行业带来革新。同时，我也希望本书在技术讲解的同时，能够适度地介绍相关的研究历史和发展趋势，让我对这个领域有一个更全面的认知。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一些能够拓宽我技术视野的书籍，尤其是关于光学和光子学领域。当我看到“激光束二元光学变换及其应用”这个书名时，我立刻被它吸引住了。这似乎是一个结合了理论与实践的领域，既有深厚的物理学基础，又有实际的应用价值。我很好奇，所谓的“二元光学变换”究竟是指什么？它是否是一种新型的光学器件设计方法，或者是对现有光学元件的革新？我希望书中能够深入剖析其原理，比如衍射光学元件（DOE）的设计和制造过程，以及它们在控制激光束特性方面的优势。更重要的是，我非常期待了解它的“应用”部分。书中是否会列举一些具体的，令人印象深刻的应用案例？比如，它在精密测量、光存储、生物医学成像、甚至是安防领域，是否能够提供更高效、更紧凑的解决方案？我对那些能够通过精巧设计实现复杂功能的光学器件一直很感兴趣，而二元光学似乎正是这样一种能够通过“数字”方式来控制光场的强大工具。我希望这本书能够为我打开一扇新世界的大门，让我对激光束的操控和应用有更深刻的理解。