驾驭光 21世纪光科学与工程学PDF电子书下载

编者提要 1

概述 5

第1章 信息技术和电讯中的光学 27

1.1 信息传输 30

1.1.1 远程传输 32

1.1.2 光纤入户 37

1.1.3 模拟光波传输 39

1.1.4 光的空间通讯 41

1.2 信息处理 43

1.2.1 光数据连接 44

1.2.2 光联网与交换 46

1.2.3 光图像处理和计算 52

1.2.4 全局问题 53

1.3 光存储 54

1.3.1 市场容量和最新趋势 54

1.3.2 教育问题 59

1.3.3 国际竞争性 59

1.3.5 机遇、挑战与障碍 60

1.3.4 关键的尚待解决的问题 60

1.4 显示 63

1.4.1 中等尺寸显示 65

1.4.2 小型显示 67

1.4.3 投影显示 68

1.4.4 极大型显示 69

1.4.5 军事和航空显示 69

1.4.6 教育和研究开发问题 69

1.5.1 信息传输 70

1.5 小结与建议 70

1.5.2 处理 71

1.5.3 存储 73

1.5.4 显示 75

第2章 保健与生命科学中的光学 78

2.1 外科与内科 78

2.1.1 激光的采用 81

2.1.2 光与人体组织相互作用的认识 82

2.1.3 最少侵害疗法 84

2.1.4 新型的激光疗法 86

2.1.5 光学诊断技术 90

2.1.6 非技术性因素的考虑 97

2.2 用于生物学的工具 98

2.2.1 直观化技术 98

2.2.2 测量与分析技术 103

2.2.3 微操作技术 106

2.3 生物技术 108

2.3.1 DNA分析 108

2.3.2 药物荧光筛选 110

2.4 小结与建议 111

2.4.1 外科与内科 111

2.4.2 用于生物学的工具 112

2.4.3 生物技术 113

参考文献 113

第3章 光学探测、照明与能源 115

3.1 光学传感器与成像系统 116

3.1.1 环境与大气监测 117

3.1.2 地球与环球表面监测 122

3.1.3 天文学与行星探索 124

3.1.4 工业用化学传感器 128

3.1.5 数字化、视频及热像摄像机 130

3.1.6 执法与保安 131

3.1.7 普通日用光学传感器 134

3.2 照明 136

3.2.1 照明的历史、未来方向与标准 136

3.2.2 新型光源与发送系统 138

3.3 运输业中的光传感器与照明 142

3.3.1 飞机方面的应用 142

3.3.2 汽车方面的应用 144

3.4 能源 145

3.4.1 激光惯性约束核聚变 145

3.4.2 用于核能方面的激光铀同位素分离 146

3.4.3 空间太阳能电池 147

3.4.4 地面太阳能电池 147

3.4.5 太阳热能 149

3.5 小结与建议 150

3.5.1 光学传感器与成像系统 150

3.5.2 照明 151

3.5.3 运输系统中的光学传感器与照明 152

3.5.4 能源 152

参考文献 152

第4章 国防中的光学 154

4.1 监视 158

4.2 夜视 160

4.3 大气与空间中运行的激光系统 163

4.3.1 激光测距仪、标的器、干扰发射机与通讯装置 164

4.3.2 激光武器 166

4.4 纤维光学系统 168

4.5 显示 170

4.6 专用技术 172

4.6.1 化学与生物物种探测 172

4.6.2 导航用激光陀螺罗经 173

4.6.3 光学信号加工 174

4.7 小结与建议 174

参考文献 177

第5章 制造业中的光学 179

5.1 用光去完成制造 180

5.1.1 光刻 181

5.1.2 激光的材料处理 185

5.1.3 光学用于原型产品快速制造 191

5.2.1 计量 193

5.2 光学用于控制制造过程 193

5.2.2 机器视觉 195

5.2.3 传感器 197

5.3 特殊工业应用 197

5.3.1 汽车制造 198

5.3.2 半导体集成电路工业 200

5.3.3 显示器制造 202

5.3.4 化学工业 203

5.3.5 飞机制造业 204

5.3.6 建筑业 206

5.3.7 印刷业 208

5.4 光学在制造业应用中的发展 209

5.5 小结与建议 211

参考文献 213

第6章 光学元件与系统的制造 215

6.1 引言 215

6.1.1 简史 216

6.1.2 今日工业的概貌 217

6.2 专业产品的小批量制造 219

6.2.1 球面透镜 220

6.2.2 非球面元件 221

6.2.3 计算机控制研磨及抛光 223

6.2.4 衍射元件 224

6.2.5 光学镀膜 225

6.2.6 光学玻璃、聚合物及特种材料 226

6.2.7 例：光刻设备 227

6.2.8 例：国家引燃装置中的光学 230

6.2.9 关键技术的挑战 231

6.3 大批量光学元件的制造 231

6.3.1 光纤、光纤元件及波导 232

6.3.2 基于半导体的光电子元件 235

6.3.3 激光器与波导的装配 237

6.3.4 关键技术的挑战 239

6.4 一些交叉的问题 239

6.4.1 光学设计及电脑发展的冲击 239

6.4.2 计量学的作用 242

6.4.3 标准 244

6.4.4 光学工业的规模与组建 244

6.5 小结与建议 248

参考文献 250

第7章 光学的科研与教育 251

7.1 引言 251

7.2 科研的机遇 254

7.2.1 量子、原子和生物光学 255

7.2.2 飞秒光学 259

7.2.3 半导体激光和新型的固体激光 265

7.2.4 产生与控制光的新材料 272

7.2.5 远紫外与X射线光学 277

7.3 光学教育 280

7.3.1 美国光学教育大纲 281

7.3.2 光学学科研究计划的探讨 282

7.3.3 继续教育 284

7.4 小结与建议 284

7.4.1 普遍的问题 284

7.4.2 科研的机遇 285

7.4.3 光学教育 288

参考文献 289

附录A 建议汇编 291

附录B 研讨会参加者 297