激光束二元光學變換及其應用/現代激光技術及應用叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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譚峭峰虞鋼李少霞... 編

圖書標籤:

• 激光技術
• 二元光學
• 光學變換
• 衍射光學
• 光束整形
• 現代光學
• 激光應用
• 光學工程
• 信息光學
• 光子技術

店鋪： 土星圖書專營店

齣版社： 國防工業

ISBN：9787118111453

商品編碼：29465379960

開本：16

齣版時間：2016-11-01

基本信息

• 商品名稱：激光束二元光學變換及其應用/現代激光技術及應用叢書
• 作者：譚峭峰//虞鋼//李少霞
• 定價：78
• 齣版社：國防工業
• ISBN號：9787118111453

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2016-11-01
• 印刷時間：2016-11-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：264
• 字數：323韆字

內容提要

譚峭峰、虞鋼、李少霞著的《激光束二元光學變 換及其應用》以作者科研團隊的*新研究成果為基礎 ，結閤**外研究進展編寫而戍。本書共分為六章。
    第1章為緒論，介紹激光柬的傳輸和變換，以及二元 光學在激光束變換領域的優勢。第2章介紹二元光學 相關理論及其優化設計方法。第3章介紹包括等強度 和非等強度分布的點陣、條形及圓環光柵及應用。第 4章介紹大尺寸非等強度光斑的實現及其應用。第5章 介紹雙光子加工、超分辨元件的設計方法、超分辨實 驗等內容。第6章介紹柱矢量光束的生成方法、聚焦 特性及應用。
     本書可供從事二元光學的科研人員和工程技術人 員參考，也可以作為光學類、光學工程類、物理類等 相關學科的研究生和高年級本科生的參考書。
    

目錄

第1章 緒論
1.1 激光束的傳輸
1.1.1 激光束的傳輸特性
1.1.2 激光束的應用需求
1.2 激光束的變換
1.2.1 基於摺射原理的激光束變換
1.2.2 基於衍射原理的激光束變換
1.3 二元光學及其優勢
參考文獻
第2章 二元光學基礎理論及優化算法
2.1 二元光學基礎理論
2.1.1 亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理
2.1.2 索末菲輻射條件
2.1.3 基爾霍夫邊界條件
2.1.4 菲涅爾衍射
2.1.5 夫琅和費衍射
2.2 二元光學元件優化設計
2.2.1 幾何變換法
2.2.2 優化算法
2.2.3 精細化設計
2.2.4 衍射超分辨元件的全局優化
2.2.5 非夫琅和費衍射係統的二元光學元件優化
2.3 光束變換性能的空間頻譜分析
2.3.1 空間頻譜
2.3.2 性能參數定義
2.3.3 濾波性能
參考文獻
第3章 二值相位光柵及其應用
3.1 達曼光柵設計原理
3.1.1 一維達曼光柵設計原理
3.1.2 達曼光柵二維優化編碼原理
3.2 點陣型準達曼光柵(Quasi-Dammann Grating)
3.2.1 QDG的編碼方式
3.2.2 QDG的描述參數
3.2.3 QDG目標函數定義
3.2.4 QDG優化設計
3.3 圓環形達曼光柵
3.3.1 寬帶圓環形達曼光柵
3.3.2 窄帶圓環形達曼光柵
3.4 二值相位光柵的製作和檢測
3.4.1 二值位相光柵的製作
3.4.2 二值相位光柵的檢測
3.4.3 誤差分析
3.5 二值相位光柵的應用
3.5.1 點陣型二值相位光柵的應用
3.5.2 點陣光斑與激光錶麵強化
3.5.3 條帶達曼光柵及其應用
參考文獻
第4章 多階二元光學元件與激光束整形
4.1 多圓環二元光學整形元件
4.1.1 設計方法
4.1.2 設計實例
4.1.3 多颱階光束整形元件製作
4.2 任意二維分布二元光學激光束整形元件
4.2.1 不同衍射場數值計算方法的采樣範圍
4.2.2 發散球麵波入射情況下的二次采樣數值計算方法
4.2.3 摺衍混閤元件實現大衍射場激光束整形
4.3 二維精細化設計
4.3.1 光束整形衍射圖案中的激光散斑
4.3.2 抑製激光散斑的光束整形優化算法
4.4 二元光學激光束整形元件的應用
4.4.1 多圓環光束整形元件的應用
4.4.2 非對稱光束整形元件的應用
4.4.3 精細化設計光束整形元件的應用
參考文獻
第5章 雙光子衍射超分辨率加工
5.1 雙光子加工簡介
5.1.1 雙光子激發原理和技術特點
5.1.2 雙光子微細加工研究現狀
5.2 衍射超分辨元件設計方法
5.2.1 衍射超分辨性能參數
5.2.2 小數值孔徑下衍射超分辨元件設計方法
5.2.3 大數值孔徑下衍射超分辨元件設計
5.3 雙光子加工的分辨率增強實驗
5.3.1 橫嚮超分辨仿真實驗
5.3.2 橫嚮超分辨實驗
5.4 徑嚮偏振光入射下衍射超分辨元件設計與性能
5.4.1 二維衍射超分辨元件設計與性能
5.4.2 三維衍射超分辨元件設計與性能
參考文獻
第6章 柱矢量光束及應用
6.1 柱矢量光束簡介
6.1.1 基本概念
6.1.2 自由空間傳播特性
6.2 柱矢量光束的生成方法
6.2.1 生成方法綜述
6.2.2 基於亞波長金屬光柵的生成方法
6.3 柱矢量光束的聚焦特性
6.3.1 相位均勻分布的柱矢量光束的聚焦特性
6.3.2 柱偏振渦鏇光束的聚焦特性
6.3.3 **次軸對稱偏振光束的聚焦特性
6.4 柱矢量光束在材料加工中的應用
6.4.1 光束偏振態對材料加工效率的影響
6.4.2 聚焦整形技術在材料加工中的應用
參考文獻

光學衍射元件的設計、製造與應用 本書深入探討瞭光學衍射元件的設計、製造及其在各個領域的廣泛應用。作為現代光學技術的重要組成部分，衍射元件以其獨特的光束操縱能力，為光學係統設計帶來瞭革新性的解決方案。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的理解，涵蓋瞭從基本原理到前沿應用的各個層麵。 第一章：衍射光學元件的基本原理 本章首先迴顧瞭衍射的基本概念，包括惠更斯原理、菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射。我們將詳細闡述衍射現象的物理機製，以及光波在傳播過程中遇到障礙物或孔徑時如何發生彎麯和乾涉。在此基礎上，本章將重點介紹衍射光學元件（DOE）的成像原理。與傳統的摺射和反射光學元件不同，DOE通過精密的錶麵或體內的微納結構來調製光的相位或振幅，從而實現對光束的精確控製。我們將深入分析DOE的設計理念，包括全息圖原理、多層衍射和復振幅調製等。 衍射理論迴顧： 詳細講解惠更斯-菲涅耳原理，以及幾何光學嚮波動光學過渡的必然性。 夫琅禾費衍射在DOE中的應用： 分析遠場衍射圖樣與物體函數的關係，為DOE的設計提供理論基礎。 DOE的基本分類： 區分體型衍射光學元件（B-DOE）和錶麵型衍射光學元件（S-DOE），並討論各自的優缺點。 衍射效率與衍射級次： 深入探討影響衍射效率的關鍵因素，如光柵綫密度、占空比、刻蝕深度以及光波長等。分析高衍射級次産生的機理和控製方法。 衍射元件的成像機製： 解釋DOE如何通過相位編碼實現聚焦、準直、分束、光束整形等功能，並與傳統光學元件進行對比。 第二章：衍射光學元件的設計方法 本章將係統介紹設計衍射光學元件的各種方法，從理論推導到數值模擬，為實現特定功能的光學元件提供技術支撐。我們將重點關注幾種主流的設計算法，包括迭代傅裏葉變換算法（IFTA）、直接二值化（Direct Binary Search, DBS）算法以及基於優化的設計方法。 迭代傅裏葉變換算法（IFTA）： 詳細介紹IFTA的流程，包括輸入目標光場、迭代優化相位圖，並討論其在生成復雜DOE時的優勢和局限性。 直接二值化（DBS）算法： 闡述DBS算法如何通過搜索最優的二值化相位分布來逼近目標光場，特彆適用於設計二元衍射光學元件。 基於優化的設計方法： 介紹模擬退火、遺傳算法、粒子群優化等現代優化技術在DOE設計中的應用，以獲得更高的衍射效率和更優的光束質量。 基於物理模型的仿真： 講解如何利用嚴格耦閤波分析（RCWA）等方法對DOE的衍射性能進行精確預測，為設計優化提供反饋。 微納結構設計： 介紹如何設計精確的微納結構形狀，如梯形、圓形、錐形等，以實現更復雜的相位調製。 設計中的約束條件： 討論在實際設計中需要考慮的因素，如製造公差、材料限製、工作波長範圍等。 第三章：衍射光學元件的製造技術 本章將深入探討衍射光學元件的製造技術，從傳統的微納加工方法到新興的增材製造技術。高質量的製造是實現高性能DOE的關鍵。我們將詳細介紹各種製造工藝的原理、特點、優勢以及麵臨的挑戰。 光刻技術： 詳細闡述紫外光刻（UV lithography）、電子束光刻（EBL）和納米壓印光刻（NIL）等技術在DOE製造中的應用，分析其分辨率、精度和生産效率。 刻蝕技術： 介紹乾法刻蝕（如反應離子刻蝕 RIE）和濕法刻蝕在DOE錶麵形貌形成中的作用，探討不同刻蝕參數對刻蝕速率和側壁形貌的影響。 薄膜沉積與加工： 講解通過多層薄膜沉積實現復雜的DOE結構，以及後續的刻蝕或研磨步驟。 聚焦離子束（FIB）技術： 介紹FIB在DOE的微納結構精確加工和原型製造中的獨特優勢。 增材製造（3D打印）技術： 探討激光燒結、立體光固化等3D打印技術在製造復雜三維DOE方麵的潛力，並分析其精度和適用性。 錶麵處理與後加工： 介紹拋光、塗層等後處理工藝對DOE性能的影響。 質量控製與錶徵： 討論如何通過原子力顯微鏡（AFM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、白光乾涉儀等手段對製造的DOE進行形貌和精度檢測。 第四章：衍射光學元件的應用領域 本章將詳細介紹衍射光學元件在眾多領域的廣泛應用，展示其在推動技術進步方麵的巨大潛力。我們將從具體的應用案例齣發，深入分析DOE如何在不同場景下發揮關鍵作用。 光學測量與檢測： 光柵尺和編碼器： 介紹DOE在精密位移測量中的應用，實現高分辨率的位置反饋。 激光掃描顯微鏡： 分析DOE如何用於構建光場掃描顯微鏡，實現超分辨成像。 三維形貌測量： 介紹DOE在結構光投影和條紋投影等三維測量技術中的應用。 光通信與光互連： 波分復用器（WDM）： 講解DOE如何作為無源器件實現多通道光信號的分離和閤路，應用於光縴通信係統。 光互連： 分析DOE在集成光學器件和芯片級光互連中的作用，提高數據傳輸速率。 激光加工與材料處理： 光束整形： 介紹DOE如何將高斯光束整形為方形、圓形、環形等光束，用於激光焊接、切割、打孔等精密加工。 多點聚焦： 闡述DOE如何實現激光束的同時聚焦到多個點，提高加工效率。 激光打標和微加工： 分析DOE在實現復雜圖案激光打標和高精度微加工中的應用。 成像係統與顯示技術： 衍射光學鏡頭： 介紹DOE如何作為超薄、輕便的鏡頭，用於手機相機、VR/AR設備等。 全息顯示： 探討DOE在構建全息顯示器中的關鍵作用。 夜視與增強現實： 分析DOE如何集成到頭戴顯示設備中，實現圖像疊加和增強。 生物醫學應用： 顯微成像： 介紹DOE在相差顯微鏡、共聚焦顯微鏡中的應用，提高成像對比度和分辨率。 光鑷： 闡述DOE如何用於生成復雜的多光鑷陣列，實現對微小粒子的操縱。 其他新興應用： 空間光調製器（SLM）： 介紹DOE作為SLM的重要組成部分，在全息術、光計算等領域的應用。 激光雷達（LiDAR）： 分析DOE在構建固態LiDAR中的潛力，提高掃描速度和探測範圍。 太陽能電池： 探討DOE如何用於增強太陽能電池的光吸收效率。 第五章：衍射光學元件的前沿研究與發展趨勢 本章展望瞭衍射光學元件領域的前沿研究方嚮和未來發展趨勢。隨著科學技術的不斷進步，DOE的設計、製造和應用正朝著更加智能化、集成化和高性能化的方嚮發展。 人工智能輔助設計： 探討機器學習和深度學習在加速DOE設計流程、優化設計結果中的應用。 多功能一體化DOE： 研究如何設計能夠同時實現多種功能的集成化DOE，減少光學係統體積。 寬帶與高效率DOE： 探索在更寬波長範圍內實現高衍射效率的技術，解決傳統DOE的色差問題。 可調諧與動態DOE： 研究電控、熱控等方式實現DOE性能的可調性，以適應動態光學應用的需求。 新型材料在DOE中的應用： 探索新型光刻膠、超材料等在製造高性能DOE中的潛力。 與微納光子學的融閤： 分析DOE與集成光子芯片、量子光學等領域的交叉融閤，拓展其應用邊界。 麵嚮特定行業的定製化解決方案： 強調根據不同應用場景的需求，開發高度定製化的DOE産品。 本書力求為讀者構建一個完整而深入的衍射光學元件知識體係，幫助理解其核心原理，掌握設計與製造方法，並洞察其在未來科技發展中的重要作用。

評分☆☆☆☆☆

我對激光技術在各個領域的創新性應用始終保持著高度的關注。這本書的標題，“激光束二元光學變換及其應用”，立刻引起瞭我的興趣，因為它觸及到瞭一個我之前接觸不多的前沿領域。我非常想瞭解，“二元光學變換”到底是什麼？它是否是一種通過微納結構來精確控製激光束特性的新型光學技術？我期望書中能夠詳細闡述其背後的物理原理，比如衍射光學、錶麵圖案化等，以及它在設計和製造上的獨特性。我尤其好奇的是，與傳統的連續麵光學元件相比，二元光學在實現復雜光場調控方麵有哪些優勢，例如在小型化、集成化以及性能提升方麵。書中關於“應用”的部分更是我關注的焦點，我希望能夠看到它在哪些具體領域展現齣強大的潛力。例如，在先進的照明係統、光學通信、或者在生物醫學成像和光鑷等精密操控領域，二元光學變換是否已經取得瞭顯著的成果？我希望這本書能夠提供一些生動具體的案例，讓我能夠更直觀地理解這項技術如何改變我們對激光的認知和應用方式，並激發我對未來科技發展的更多想象。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封麵的“激光束二元光學變換及其應用”幾個字頗為醒目，給人一種專業而嚴謹的印象。我一直對光學領域，特彆是激光技術的發展非常感興趣，尤其是當它與“二元光學變換”這樣的專業術語結閤時，更是激起瞭我深入瞭解的欲望。雖然我並非該領域的專業研究人員，但憑藉著對科學的好奇心，我還是被這本書所吸引。我希望通過閱讀這本書，能夠初步瞭解二元光學變換的基本原理，以及它是如何被應用於控製和操控激光束的。例如，我很好奇二元光學元件是如何通過微納結構來實現對光束相位、振幅或偏振的精確調製的，這是否就像給光束施加瞭一套精密的“數字指令”？此外，書中提到的“應用”部分尤其讓我期待，我希望看到一些實際的例子，比如在光學成像、信息傳輸、光通信、甚至在精密加工和醫療領域，二元光學變換是如何發揮其獨特優勢，解決實際問題的。這本書能否為我這個光學領域的“門外漢”打開一扇瞭解前沿科技的大門，讓我對激光束的“魔力”有更直觀的認識，是我非常關心的問題。期待書中能有深入淺齣的講解，讓我這個非專業讀者也能有所收獲，激發我進一步探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我最近在尋找一些能夠拓寬我技術視野的書籍，尤其是關於光學和光子學領域。當我看到“激光束二元光學變換及其應用”這個書名時，我立刻被它吸引住瞭。這似乎是一個結閤瞭理論與實踐的領域，既有深厚的物理學基礎，又有實際的應用價值。我很好奇，所謂的“二元光學變換”究竟是指什麼？它是否是一種新型的光學器件設計方法，或者是對現有光學元件的革新？我希望書中能夠深入剖析其原理，比如衍射光學元件（DOE）的設計和製造過程，以及它們在控製激光束特性方麵的優勢。更重要的是，我非常期待瞭解它的“應用”部分。書中是否會列舉一些具體的，令人印象深刻的應用案例？比如，它在精密測量、光存儲、生物醫學成像、甚至是安防領域，是否能夠提供更高效、更緊湊的解決方案？我對那些能夠通過精巧設計實現復雜功能的光學器件一直很感興趣，而二元光學似乎正是這樣一種能夠通過“數字”方式來控製光場的強大工具。我希望這本書能夠為我打開一扇新世界的大門，讓我對激光束的操控和應用有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注現代激光技術發展的愛好者，我對激光在各個領域的應用前景充滿瞭期待。這本書的標題“激光束二元光學變換及其應用”立刻抓住瞭我的眼球，因為它指嚮瞭一個我之前不太熟悉的交叉領域。我特彆想知道，什麼是“二元光學變換”？它與傳統的激光光學器件有什麼本質區彆？書中是否會詳細闡述其背後的物理原理，比如衍射光學、微納加工技術等？我猜測，這可能涉及到一種通過特定設計的微結構來對激光束進行“編程”的方式，從而實現一些傳統光學難以達到的功能。書中提到的“應用”部分更是我關注的重點，我希望看到它在哪些方麵能夠帶來突破性的進展。例如，在高性能激光雷達、先進的顯微成像係統、甚至是未來光計算等前沿領域，二元光學變換是否已經展現齣其獨特的價值？我期待這本書能夠提供一些具體的案例分析，讓我能夠理解這些看似抽象的技術如何轉化為實實在在的應用，並為相關行業帶來革新。同時，我也希望本書在技術講解的同時，能夠適度地介紹相關的研究曆史和發展趨勢，讓我對這個領域有一個更全麵的認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計頗具科技感，書名“激光束二元光學變換及其應用”本身就暗示瞭其內容的深度和專業性。我是一名對光學物理有濃厚興趣的愛好者，一直對激光的種種奇妙應用充滿好奇。然而，“二元光學變換”這個概念對我來說相對陌生，因此我特彆希望通過這本書能夠對其有一個清晰的認識。我希望書中能夠從基本的光學原理齣發，逐步深入地講解二元光學變換是如何實現的，例如，通過構建特定的微納結構來實現對激光束的相位調製、衍射等效應。我尤其關心的是，這種“二元”的特性是如何體現在光學元件的設計和製造過程中的，以及它相較於傳統光學元件的優勢何在。另外，書名中的“應用”部分也讓我充滿瞭期待。我希望能夠看到一些前沿的、有實際意義的應用實例，比如在全息技術、光學信息處理、甚至是在激光微加工和生物傳感等領域，二元光學變換是如何發揮其獨特作用，解決實際工程難題的。我希望這本書能夠提供一些深入淺齣的講解，即使對於非專業人士，也能從中獲得啓發和知識。