傅里叶光学导论(第3版) [Introduction to Fourier Optics, Third Edition]

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[美] Joseph,W.,Goodman(约瑟夫 W.古德曼) 著,秦克诚 等 译
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  • 傅里叶光学
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  • 衍射
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  • 图像处理
  • 光传播
  • 光学系统
  • 物理光学
  • 波动光学
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121301063
版次:3
商品编码:12004623
包装:平装
丛书名: 光电信息科学与工程类专业规划教材
外文名称:Introduction to Fourier Optics, Third Edition
开本:16开
出版时间:2016-10-01
用纸:胶版纸
页数:364

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书是傅里叶光学和光信息处理领域的标准教材和参考书,可用做高校相关专业的高年级本科生和研究生的教材,也可供从事模式识别、图像处理、显示、传感器、通信、数据存储和成像系统等领域研究的工程人员阅读。

本书是傅里叶光学和光信息处理领域的标准教材和参考书,可用做高校相关专业的高年级本科生和研究生的教材,也可供从事模式识别、图像处理、显示、传感器、通信、数据存储和成像系统等领域研究的工程人员阅读。

内容简介

傅里叶分析是在物理学与工程学的许多领域得到广泛应用的一种通用工具。本书讨论傅里叶分析在光学领域的应用,尤其是在衍射、成像、光学数据处理以及全息术方面的应用,内容涉及二维信号与系统的分析、标量衍射理论基础、菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射、相干光学系统的波动光学分析、光学成像系统的频谱分析、波前调制、模拟光学信息处理、全息术、光通信中的傅里叶光学等。

作者简介

    秦克诚,北京大学教授,长期从事物理学领域的教学与实验工作,著有《邮票上的物理史》等书,译有《物理学与生活》《光学原理》等书。

    Joseph W. Goodman于1958年来到斯坦福大学读研究生,并且在斯坦福留下了他的全部职业生涯。他曾是49位研究生的博士学位论文导师,他们之中的许多人现在在光学界成就卓著。他曾主持斯坦福的William Ayer电气工程讲座,并担任过若干行政职务,包括斯坦福大学电气工程系主任和工学院负责教学人员事务的资深副院长。他现在是William Ayer荣誉退休教授。  他的工作曾获得多种奖励和荣誉,包括美国工程教育学会的F. E. Terman奖、国际光学工程学会(SPIE)的伽博(Dennis Gabor)奖、玻恩(Max Born)奖、Esther Beller Hoffman奖、美国光学学会的Ives奖章、电气和电子工程师协会的教育奖章。他是美国国家工程科学院院士,并担任过美国光学学会和国际光学学会会长。

    

目录

目录

第1章 引言…1
1.1 光学、信息和通信 1
1.2 本书内容概述…1

第2章 二维信号与系统的分析…3
2.1 二维傅里叶分析…3
2.1.1 定义与存在条件 3
2.1.2 傅里叶变换作为分解式…5
2.1.3 傅里叶变换定理 6
2.1.4 可分离变量的函数…7
2.1.5 具有圆对称性的函数:傅里叶-贝塞尔变换…8
2.1.6 一些常用函数和一些有用的傅里叶变换对…9
2.2 空间频率和空间频率的局域化…12
2.3 线性系统…14
2.3.1 线性性质与叠加积分…14
2.3.2 线性不变系统:传递函数…15
2.4 二维抽样理论…17
2.4.1 Whittaker-Shannon 抽样定理…17
2.4.2 空间-带宽积…20

第3章 标量衍射理论基础…23
3.1 历史引言…23
3.2 从矢量理论到标量理论…25
3.3 一些数学预备知识…27
3.3.1 亥姆霍兹方程…27
3.3.2 格林定理…28
3.3.3 亥姆霍兹和基尔霍夫的积分定理…28
3.4 平面屏幕衍射的基尔霍夫公式…30
3.4.1 积分定理的应用…31
3.4.2 基尔霍夫边界条件…31
3.4.3 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式…32
3.5 瑞利-索末菲衍射公式…33
3.5.1 格林函数的别种选法…34
3.5.2 瑞利-索末菲衍射公式…36
3.6 基尔霍夫理论和瑞利-索末菲理论的比较…36
3.7 惠更斯-菲涅耳原理的进一步讨论…37
3.8 推广到非单色波 38
3.9 边界上的衍射…39
3.10 平面波的角谱…40
3.10.1 角谱及其物理解释…40
3.10.2 角谱的传播…41
3.10.3 衍射孔径对角谱的效应…42
3.10.4 传播现象作为一个线性的空间滤波器…43

第4章 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射…46
4.1 背景…46
4.1.1 波场的强度 46
4.1.2 直角坐标系中的惠更斯-菲涅耳原理…47
4.2 菲涅耳近似…48
4.2.1 正相位还是负相位…49
4.2.2 菲涅耳近似的精度…50
4.2.3 菲涅耳近似和角谱…53
4.2.4 两个共焦球面之间的菲涅耳衍射…53
4.3 夫琅禾费近似…54
4.4 夫琅禾费衍射图样的例子…55
4.4.1 矩形孔径…55
4.4.2 圆形孔径…56
4.4.3 薄正弦振幅光栅…57
4.4.4 薄正弦相位光栅…59
4.5 计算菲涅耳衍射的例子…61
4.5.1 方孔径的菲涅耳衍射…61
4.5.2 正弦振幅光栅产生的菲涅耳衍射―――塔尔博特像…63

第5章 相干光学系统的波动光学分析…70
5.1 薄透镜作为相位变换器…70
5.1.1 厚度函数…71
5.1.2 傍轴近似…72
5.1.3 相位变换及其物理意义…72
5.2 透镜的傅里叶变换性质…73
5.2.1 输入紧靠透镜…74
5.2.2 输入位于透镜之前…75
5.2.3 输入位于透镜之后…77
5.2.4 光学傅里叶变换的一个例子…78
5.3 成像:单色光照明…78
5.3.1 正透镜的脉冲响应…78
5.3.2 消去二次位相因子:透镜定律…79
5.3.3 物和像之间的关系…82
5.4 复杂相干光学系统的分析…83
5.4.1 算符记号…83
5.4.2 算符方法对一些光学系统的应用…85

第6章 光学成像系统的频谱分析…91
6.1 成像系统的一般分析…91
6.1.1 普遍模型…91
6.1.2 衍射对像的影响…92
6.1.3 多色光照明:相干情形和非相干情形…94
6.2 衍射置限相干成像系统的频率响应…97
6.2.1 振幅传递函数…97
6.2.2 振幅传递函数的例子…98
6.3 衍射置限非相干成像系统的频率响应…99
6.3.1 光学传递函数…99
6.3.2 OTF 的一般性质…100
6.3.3 无像差系统的 OTF…101
6.3.4 衍射置限系统的 OTF 的例子…103
6.4 像差及其对频率响应的影响…104
6.4.1 广义光瞳函数…104
6.4.2 像差对振幅传递函数的影响…105
6.4.3 像差对 OTF 的影响…105
6.4.4 简单像差的例子:聚焦误差…106
6.4.5 切趾法及其对频率响应的影响…108
6.5 相干成像和非相干成像的比较…110
6.5.1 像强度的频谱…111
6.5.2 两点分辨率…112
6.5.3 其他效应 113
6.6 超越经典衍射极限的分辨率…115
6.6.1 数学基础 115
6.6.2 带宽外推的直观解释…116
6.6.3 基于抽样定理的一种外推方法…116
6.6.4 一种迭代外推方法…118
6.6.5 实际限制 118

第7章 波前调制…123
7.1 用照相胶片进行波前调制…123
7.1.1 曝光、显影和定影的物理过程…123
7.1.2 术语的定义…125
7.1.3 非相干光学系统中的胶片…126
7.1.4 相干光学系统中的胶片…127
7.1.5 调制传递函数…128
7.1.6 照相乳胶的漂白…130
7.2 空间光调制器…131
7.2.1 液晶的性质…132
7.2.2 基于液晶的空间光调制器…138
7.2.3 磁光空间光调制器…141
7.2.4 可形变反射镜空间光调制器…143
7.2.5 多量子阱空间光调制器…144
7.2.6 声光空间光调制器…146
7.3 衍射光学元件…149
7.3.1 二元光学 150
7.3.2 其他类型的衍射光学元件…152
7.3.3 几句提醒的话…153

第8章 模拟光学信息处理 155
8.1 历史背景…155
8.1.1 阿贝-波特实验…155
8.1.2 泽尼克相衬显微镜…157
8.1.3 照片质量的改善:Marechal的工作…158
8.1.4 通信理论观点的兴起…159
8.1.5 相干光学对更普遍的数据处理的应用…160
8.2 非相干图像处理系统…160
8.2.1 基于几何类光学的系统…160
8.2.2 包含衍射效应的系统…164
8.3 相干光信息处理系统…165
8.3.1 相干系统的结构…165
8.3.2 对滤波器实现的限制…168
8.4 VanderLugt滤波器…169
8.4.1 频率平面掩模的合成…169
8.4.2 处理输入数据…171
8.4.3 VanderLugt滤波器的优点…172
8.5 联合变换相关器…173
8.6 对特征识别的应用 175
8.6.1 匹配滤波器…175
8.6.2 一个特征识别问题…176
8.6.3 特征识别机的光学合成法…178
8.6.4 对尺寸大小和旋转的敏感性…179
8.7 不变的图样识别…179
8.7.1 梅林相关器…180
8.7.2 圆谐波相关…181
8.7.3 合成判别式函数…182
8.8 图像恢复…184
8.8.1 逆滤波器 184
8.8.2 维纳滤波器或最小均方误差滤波器…185
8.8.3 滤波器的实现…186
8.9 合成孔径雷达数据处理…188
8.9.1 合成孔径的形成…189
8.9.2 采集到的数据和记录样式…189
8.9.3 透明胶片的聚焦性质…191
8.9.4 二维像的生成…194
8.9.5 倾斜平面处理器…195
8.10 声光信号处理系统…197
8.10.1 布拉格单元频谱分析仪…197
8.10.2 空间积分相关器…199
8.10.3 时间积分相关器…200
8.10.4 其他声光信号处理系统…202
8.11 离散模拟光学处理器…202
8.11.1 信息和系统的离散表示…202
8.11.2 串行矩阵-矢量乘法器…203
8.11.3 并行的非相干光矩阵-矢量乘法器…204
8.11.4 外积处理器…205
8.11.5 其他离散处理系统…206
8.11.6 处理双极性数据和复数数据的方法…206

第9章 全息术…211
9.1 历史引言…211
9.2 波前重建问题…212
9.2.1 振幅与相位的记录…212
9.2.2 记录介质 212
9.2.3 原始波前的重建…213
9.2.4 全息过程的线性性质…213
9.2.5 全息术成像…214
9.3 伽博全息图…215
9.3.1 参考波的来源…215
9.3.2 孪生像…216
9.3.3 伽博全息图的局限性…216
9.4 利思-乌帕特尼克斯全息图…217
9.4.1 全息图的记录…217
9.4.2 获得重建像…218
9.4.3 最小参考角…219
9.4.4 三维景物全息术…220
9.4.5 全息术的实际问题…222
9.5 像的位置和放大率 223
9.5.1 像的位置 223
9.5.2 轴向放大率和横向放大率…225
9.5.3 一个例子 226
9.6 不同类型的全息图简介…227
9.6.1 菲涅耳全息图和夫琅禾费全息图,像全息图和傅里叶全息图…227
9.6.2 透射全息图和反射全息图…228
9.6.3 全息立体照片…229
9.6.4 彩虹全息图…230
9.6.5 合成全息图…231
9.6.6 模压全息图…233
9.7 厚全息图…233
9.7.1 记录体全息光栅…234
9.7.2 从体光栅重建波前…235
9.7.3 更复杂的记录光路的条纹方向…236
9.7.4 有限大小的光栅…236
9.7.5 衍射效率―――耦合波理论…238
9.8 记录材料…245
9.8.1 卤化银感光乳剂…245
9.8.2 光聚合物胶片…246
9.8.3 重铬酸盐明胶…246
9.8.4 光折变晶体材料…247
9.9 计算全息图…248
9.9.1 抽样问题249
9.9.2 计算问题 251
9.9.3 表示问题 252
9.10 全息像像质的劣化…257
9.10.1 胶片MTF的影响…258
9.10.2 胶片非线性的影响…260
9.10.3 胶片颗粒噪声的效应…261
9.10.4 散斑噪声 261
9.11 使用空间非相干光的全息术…262
9.12 全息术的应用 264
9.12.1 显微术和高分辨率体成像…264
9.12.2 干涉测量术…264
9.12.3 通过致畸变介质成像…268
9.12.4 全息数据存储…270
9.12.5 用于人工神经网络的全息加权…272
9.12.6 其他应用 274

第10章 光通信中的傅里叶光学…278
10.1 引言…278
10.2 布拉格光纤光栅…278
10.2.1 光纤简介 279
10.2.2 在光纤中记录光栅…280
10.2.3 FBG对光纤中光传播的影响…281
10.2.4 FBG的应用…284
10.2.5 工作在透射方式的光栅…285
10.3 超短脉冲的整形和处理…286
10.3.1 时间频率到空间频率的变换…286
10.3.2 脉冲整形系统…287
10.3.3 谱脉冲整形的应用…288
10.4 光谱全息术…290
10.4.1 全息图的记录…290
10.4.2 信号的重建…292
10.4.3 参考脉冲和信号波形之间延迟的影响…293
10.5 阵列波导光栅 294
10.5.1 阵列波导光栅的基本部件…294
10.5.2 阵列波导光栅的应用…299

附录A 函数和傅里叶变换定理…303
附录B 傍轴几何光学简介 309
附录C 偏振和琼斯矩阵…318
附录D 光栅方程…322
参考文献…323
汉英对照术语表…336
译后记…348

前言/序言

  傅里叶分析是在物理学与工程学的许多领域得到广泛应用的一种通用工具。本书讨论它在光学领域的应用,尤其是在衍射、成像、光学数据处理以及全息术方面的应用。
  既然本书的主题是傅里叶光学,傅里叶分析方法自然起着关键作用,它是我们处理问题的基本分析框架。傅里叶分析是大多数物理学家和工程师都具有的基础知识。他们对线性系统理论也很熟悉,尤其是电气工程师。第2章复习了必要的数学基础知识。对于那些不太熟悉傅里叶分析和线性系统理论的读者,这一章可以作为用其他专门教科书进行更深入学习时的大纲。本书为这方面的更详尽的讨论提供了丰富的参考文献。那些对傅里叶分析和线性系统理论已经入门的读者,通常打过交道的是单一自变量(时间)的函数。第2章中讨论的是二维空间的数学方法(大多数光学问题必须用二维方法处理),它的内容远比一维理论的标准讨论丰富。
  本书用做教科书可以满足几种不同类型课程的需求。它直接面向物理学家和工程师,在课程中使用书中哪些章节因不同听课对象而不同。只要经过适当的选择,就可以满足大量不同读者的需要。我们在这里对不同类型的课程提出一些明确的建议。
  第一类是一学季或一学期的讲述衍射与成像的课程,这种课程的内容可由本书第2章到第6章及全部4 个附录构成。如果时间不够,这几章里的3.8节、3.9节、5.4节和6.6节可以省略或留给程度较高的学生自己阅读。
  第二类是用一学季或一学期的课程来讲授傅里叶光学的基本内容,但重点放在光学模拟信号处理的应用上。对这样的课程,我建议把第2章留给学生阅读,第3章从3.7节开始,接着是3.10节,其余部分留给那些对惠更斯-菲涅耳原理的由来感兴趣的学生阅读。第4章中的4.2.2节和4.5.1节可以跳过去。第5章可从薄透镜的振幅透射比函数(5.10)式开始,5.4节可留给程度高的学生阅读,讲述其余所有内容。如果时间不够,第6章可以全部跳过去。在这样的课程中,第7章全部和第8章的大部分都是很重要的内容。如果确有必要减少一些内容,我建议8.2节、8.8节和8.9节可以略去。在这样的课程中,常常想要包括第9章中关于全息术中的一些内容。我建议把9.4节、9.6.1节、9.6.2节、9.7.1节、9.7.2节、9.8节、9.9节和9.12.5节包括进来。4个附录应作为阅读内容而不必课堂讲述。
  第三类也是用一学季或一学期的课程讲授傅里叶光学的基本内容,但重点放在作为其一种应用的全息术上。这样的课程同样可以从3.7节开始,继之以3.10节。第5章中应包括进来的内容与上面对重点放在光学信号处理的课程所指出的相同。在这类课程中,可把6.1节、6.2节、6.3节和6.5节的内容包括进来。第7章中只需讲7.1节,不过有时间的话,把7.3节加进来也是很有用的。第8章这时可以跳过去,而第9章全息术是重点内容。在讲了全息术基础之后,第10章提供了进一步丰富课程内容的几种可能。如果时间有限,9.10节和9.11节可以省略。全部附录留给学生自己阅读。
  在某些大学中,讲授本课程的时间超过一学季或一学期。若有两学季或两学期,本书的大部分内容都可以讲到。
  以上建议当然可以因施教的对象不同或因教师对本书内容所持的侧重点不同而加以修改。我希望这些建议至少可以列出一些可能性。
  我感谢许多为本书以前各版提供帮助的朋友。本书手稿的早期版本曾在多所大学中使用。尤其感谢A. A. Sawchuk,J. F. Walkup,J. Leger,P. Pichon和D. Mehrl 等教授和他们的许多学生,他们找出了很多打字错误和一些实质性错误。I. Erteza和M. Bashaw 对第二版做出了有益的评论,我感谢他们。出版商安排的匿名审稿人也提出了好几条有用的建议。我特别感谢利思(Emmett Leith)教授,他提出了许多有益的建议。我也感谢在我1995年傅里叶光学班上的同学,他们争着看谁能发现错误最多。
  第三版与第二版的不同之处是改正了以前的排印和内容错误,增加了全新的第10章,同时增加了一个关于光栅方程的新附录。对于第10章,我感谢Andrew Weiner教授、Gregory Brady先生、Dmitry Starodubov博士、Jane Lam博士和James Fienup教授有益的意见和建议。我还要感谢本书第三版的出版者Roberts & Company Publishers的Ben Roberts 在第三版成书间始终如一的鼓励和支持。无疑,还有许多应该感谢的人,我为在这里没能明确提到他们表示歉意。
  最后,我要感谢我的夫人Hon Mai,没有她的理解、鼓励和支持,本书是不可能完成的。
  Joseph W. Goodman



《光学世界的新视角:一场关于光与空间的探索之旅》 光,自古以来便是人类好奇与探索的焦点。从古希腊哲学家对光线的思辨,到牛顿对光的色散实验,再到麦克斯韦方程组对电磁波理论的阐述,人类对光的理解不断深化,也逐渐揭示了其复杂而迷人的本质。然而,当我们深入探究光的波动性,并试图理解其如何在空间中传播、衍射和干涉时,传统的几何光学描述往往显得力不从心。这时,一种全新的、强大的分析工具应运而生——傅里叶光学。 本书并非一本简单的光学教科书,而是一次引领读者深入光学核心,以一种前所未有的视角审视光的奥秘的旅程。它将带您穿越纷繁复杂的几何轨迹,进入一个由频率和相位构成的抽象而精妙的世界。在这里,我们不再仅仅关注光线的弯曲和反射,而是将复杂的光学现象分解为一系列简单的正弦波的叠加,通过傅里叶变换这一数学利器,揭示隐藏在表象之下的深刻规律。 想象一下,当一束光穿过一个微小的孔径时,它并不会简单地投射出一个与孔径形状完全相同的影子。相反,我们会观察到一系列明暗相间的衍射条纹,它们以一种精巧的方式排列,蕴含着关于孔径形状的丰富信息。傅里叶光学正是理解这一现象的关键。它告诉我们,一个物体的空间分布,可以通过其在频率域中的“频谱”来表示。而衍射现象,本质上就是光波在空间中传播时,其频率成分发生的“变换”。 本书将循序渐进地引导您掌握傅里叶变换在光学中的应用。您将了解到,如何利用傅里叶光学分析衍射、干涉、成像等基本光学现象,理解诸如夫琅和费衍射和菲涅耳衍射等概念的本质。我们将深入探讨透镜系统如何充当一个天然的傅里叶变换器,以及如何在光学系统中实现图像的滤波和处理,从而改变图像的细节和对比度。 更令人兴奋的是,本书还将拓展到更广阔的应用领域。您将看到,傅里叶光学不仅是理解基础光学原理的基石,更是现代光学技术发展的重要驱动力。例如,在全息术中,傅里叶光学原理被用来记录和重建物体的三维信息;在光学信息处理领域,它为设计高效的光学滤波器提供了理论基础;在图像识别和模式匹配中,傅里叶变换的特性使得快速而准确的匹配成为可能。 本书的语言力求清晰易懂,同时又不失严谨性。我们将从基础的傅里叶级数和傅里叶变换讲起,逐步引入其在光学中的具体应用。书中将穿插大量的实例和图示,帮助您直观地理解抽象的数学概念与实际的光学现象之间的联系。无论您是光学领域的研究者、工程师,还是对光学现象充满好奇的学生,本书都将为您打开一扇通往全新光学视野的大门。 准备好迎接一场思维的革新,一次对光学的深刻洞察了吗?加入我们,一同探索傅里叶光学所揭示的那个充满数学美感和物理智慧的光的世界,重新认识我们习以为常的光,并发现其中蕴藏的无限可能。

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我之所以选择阅读这本《傅里叶光学导论(第3版)》,很大程度上是因为我之前在科研工作中接触到了一些与衍射成像、光学信息处理相关的文献,但总感觉概念模糊,理解不够透彻。当我拿到这本书时,首先吸引我的是其内容的前瞻性。书中不仅涵盖了傅里叶光学最核心的经典内容,还对一些现代光学技术,如数字全息、计算成像等领域的基础理论进行了介绍,这对于我了解光学领域的最新发展趋势非常有帮助。例如,在关于衍射成像的章节中,书中不仅仅讲解了传统的成像原理,还讨论了如何利用傅里叶变换来分析和设计具有特定成像特性的光学系统,这对于我优化实验方案具有实际指导意义。我尤其欣赏书中在处理复杂概念时所展现出的严谨性,它不会回避数学细节,而是以一种清晰、有条理的方式进行推导,确保读者能够理解每一个步骤的逻辑。同时,书中也巧妙地将理论与实际应用相结合,例如在介绍全息术时,书中详细阐述了记录和再现全息图的物理过程,并讨论了不同类型全息图的特点和应用场景,这让我对这项神奇的技术有了更深刻的认识。书中关于调制传递函数(MTF)的章节更是让我茅塞顿开,它提供了一个量化评价光学系统成像质量的有效工具,对于我评估和选择光学元件、设计光学系统至关重要。通过阅读这本书,我感觉自己对光学成像的理解不再停留在定性描述,而是上升到了定量分析的层面,这对我未来的学术研究和技术开发都将产生深远的影响。

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这本书给我的最大感受是,它真正做到了“导论”二字。在阅读之前,我对傅里叶光学可以说是知之甚少,甚至对傅里叶变换在光学中的作用感到困惑。然而,这本书从最基础的光的波动性理论讲起,逐步引入了傅里叶级数和傅里叶变换的概念,并清晰地解释了它们与光学现象之间的数学联系。书中关于“光场”和“角谱”的介绍,以及它们如何通过傅里叶变换联系起来,是我理解光的传播和成像的关键突破点。我特别喜欢书中对“空间频率”这个概念的阐述,它将图像的细节信息与特定的频率分量联系起来,让我能够从一个新的角度理解图像的形成和传输过程。例如,书中通过分析不同空间频率成分在传播过程中的衰减特性,解释了为什么高质量的光学系统能够捕捉到更多的细节信息。此外,书中在介绍衍射时,不仅仅局限于菲涅尔衍射和夫琅琅后衍射的数学公式,更深入地探讨了衍射的物理机制,以及不同形状障碍物或孔径如何影响衍射图样,这让我对衍射现象有了更直观和深刻的理解。书中关于相干光和相干性的讨论,以及它们在全息术和激光应用中的重要性,也为我打开了新的视野。总体而言,这本书为我构建了一个完整、清晰的傅里叶光学知识体系,让我从一个门外汉逐渐变成了一个对该领域有基本了解的学习者。

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这本书的语言风格我非常喜欢,它不像一些纯粹的数学教材那样枯燥乏味,也不像一些科普读物那样过于简化而失真。编著者在讲解复杂的物理概念和数学原理时,总是能够找到一个恰到好处的平衡点,既保证了内容的科学性,又使其易于理解。我尤其欣赏书中在引入新概念时,常常会回顾之前学过的知识,并建立新的联系,这种“温故而知新”的学习方式,让我在不知不觉中巩固了知识,并且对整个傅里叶光学体系有了更宏观的认识。例如,在讲解瞳函数时,书中并没有仅仅停留在其数学定义上,而是通过分析不同孔径形状的瞳函数,以及它们对成像效果的影响,让我直观地理解了瞳函数在限制光线通路和影响衍射行为中的作用。书中对于“相干性”的深入探讨,以及如何区分相干光和非相干光,并分析它们在成像和干涉现象中的不同表现,也让我受益匪浅。我曾经在实验室中遇到过一些与相干性有关的实验问题,而这本书提供的理论指导,让我能够从根本上理解问题的成因,并找到相应的解决方案。此外,书中在介绍全息术时,还详细讨论了不同类型的全息图,如菲涅尔全息图和夫琅琅后全息图,以及它们的记录和再现原理,这让我对这项神奇的技术有了更全面的认识。

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在我开始接触《傅里叶光学导论(第3版)》之前,我对光的成像机制的理解主要局限于几何光学。这本书的出现,彻底改变了我对光学世界的认知。它从根本上揭示了光的波动性和衍射现象在成像过程中所起到的关键作用。书中对“傅里叶变换”的引入,并非是冰冷的数学公式,而是与光学物理过程紧密结合。例如,它将光学系统的点扩散函数(PSF)与光学传递函数(OTF)通过傅里叶变换联系起来,清晰地阐释了光学系统是如何将输入光场信息进行“滤波”的。我曾经在尝试理解某些复杂光学系统的成像性能时感到力不从心,而这本书提供的理论框架,让我能够从更深层次去分析问题的根源。书中关于“衍射”的详细讲解,特别是如何利用傅里叶变换来描述夫琅琅后衍射,让我对不同形状孔径或物体产生的衍射图样有了直观的认识。我曾经在实验室中遇到过一些与衍射有关的现象,而这本书提供的数学工具和物理解释,让我能够清晰地分析问题的本质。此外,书中关于“光学信息处理”的章节,让我看到了傅里叶光学在图像增强、滤波、模式识别等领域的巨大应用价值。它不仅仅是理论知识的堆砌,更是一种解决实际问题的有力工具。

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这本书的封面设计朴实无华,书脊上的烫金字体在灯光下泛着柔和的光泽,仿佛预示着即将开启一段深邃而严谨的学术旅程。我翻开目录,首先映入眼帘的是那精心组织的章节结构,从最基础的光的波动性概念,到傅里叶变换在光学成像中的核心应用,再到衍射、全息术、调制传递函数等一系列进阶主题,无不体现出编著者循序渐进、由浅入深的教学思路。我特别留意到,书中在介绍傅里叶变换时,并没有仅仅停留在数学公式的堆砌上,而是花了大量篇幅阐述其物理意义,例如如何将空间域的图像信息转化为频率域的表征,以及这种转换在理解光学现象中的威力。这一点对于我这样并非数学专业背景但对光学充满好奇的读者来说,显得尤为珍贵。书中大量的插图和示意图更是功不可没,它们将抽象的光学原理形象化,使我能够更容易地把握那些复杂的概念。举例来说,在讲解夫琅琅后衍射时,书中提供的不同孔径形状(如矩形、圆形、狭缝)对应的衍射图样的示意图,让我直观地感受到了形状与衍射图案之间的内在联系。此外,书中在每章末尾都配有精心设计的习题,这些习题的难度适中,既能检验我对基础概念的掌握程度,又能引导我进行更深入的思考和探索。我尤其喜欢那些需要综合运用多章知识才能解决的题目,它们极大地激发了我学习的积极性。总的来说,这本书给我的第一印象是内容严谨、结构清晰、图文并茂,为我深入学习傅里叶光学打下了坚实的基础,也让我对接下来的阅读充满了期待。

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在我开始阅读《傅里叶光学导论(第3版)》之前,我对光学领域的理解主要停留在几何光学层面,对于光的波动性和衍射等现象的认识非常有限。这本书的出现,如同为我打开了一扇全新的窗户。它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的引导。书中关于“光学系统作为线性系统”的论述,以及如何利用卷积定理来描述成像过程,是我学习过程中最受启发的概念之一。它将一个看似复杂的光学成像过程,巧妙地转化为一个数学上的卷积运算,这使得分析和设计光学系统变得更加系统化和高效。我曾经在尝试理解某些复杂的成像系统时感到力不从心,而这本书提供的理论框架,让我能够从更深层次去分析问题的根源。书中关于“自相关函数”和“功率谱密度”的介绍,虽然在初期看起来有些抽象,但当它们被联系到图像的统计特性和噪声分析时,其重要性便显而易见。这对于我理解实际光学成像中的信号与噪声问题,以及如何进行有效的图像处理,提供了理论依据。我特别欣赏书中在数学推导过程中所展现出的严谨性,每一步都力求清晰、准确,并且会辅以必要的物理意义解释,避免了单纯的公式堆砌,这对于我这样既需要数学 rigor 又需要物理 intuition 的读者来说,是极大的福音。

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我在阅读这本书的过程中,最大的收获之一是理解了“空间域”与“频率域”之间的桥梁——傅里叶变换。在此之前,我总是习惯于从图像的“样子”来理解它,而这本书则教我如何从图像的“细节组成”来理解它。书中对傅里叶变换的引入,并非仅仅停留在数学公式的展示,而是通过大量的光学物理背景来解释其含义。例如,它将图像的边缘、纹理等细节信息对应到频率域中的高频分量,而平滑的区域则对应低频分量。这种联系的建立,让我能够从全新的角度去理解图像的形成和处理。书中关于“衍射”的详细讲解,特别是如何用傅里叶变换来描述夫琅琅后衍射,让我对不同形状孔径或物体产生的衍射图样有了直观的认识。我曾经在尝试理解某些复杂的衍射现象时感到困惑,而这本书提供的数学工具和物理解释,让我能够清晰地分析问题的本质。此外,书中关于“光学信息处理”的章节,让我看到了傅里叶光学在图像增强、滤波、模式识别等领域的巨大应用价值。它不仅仅是理论知识的堆砌,更是一种解决实际问题的有力工具。例如,书中介绍的傅里叶透镜可以实现图像的频谱分析,这对于我理解光学傅里叶变换器的原理,以及其在信号处理中的应用,至关重要。

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这本书的每一页都充满了智慧的光芒,让我沉浸在光学科学的奇妙世界里。我特别喜欢书中在介绍“相干性”时所采用的严谨的数学推导和生动的物理解释。它不仅让我理解了相干光与非相干光的区别,更让我深刻体会到了相干性在光学现象中的重要作用。例如,在全息术中,相干光源是记录和再现全息图的必备条件,而这本书对此进行了深入的阐述。我曾经在尝试理解全息图是如何记录和再现的,以及为什么需要相干光源时感到困惑,而这本书提供的理论解释,让我能够清晰地理解问题的根源。此外,书中关于“衍射”的详细讲解,特别是如何利用傅里叶变换来描述夫琅琅后衍射,让我对不同形状孔径或物体产生的衍射图样有了直观的认识。我曾经在实验室中遇到过一些与衍射有关的现象,而这本书提供的数学工具和物理解释,让我能够清晰地分析问题的本质。这本书的阅读过程,对我而言是一次知识的探索之旅,也为我打开了通往更广阔的光学世界的大门,让我对光学科学的未来发展充满了期待。

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这本书的逻辑结构非常清晰,每个章节都像是一个精心设计的环节,层层递进,引导读者逐步深入。我特别欣赏书中在介绍复杂概念时,常常会采用“类比”的方法,将抽象的物理现象与生活中的事物联系起来,这大大降低了理解的门槛。例如,在讲解“空间频率”时,书中将其比作图像中的“细节密度”,越是细节丰富的地方,空间频率就越高。这种生动的比喻,让我能够快速地把握概念的精髓。书中对于“全息术”的介绍,更是让我惊叹于光学技术的魅力。它详细阐述了全息图的记录和再现原理,并讨论了不同类型全息图的特点和应用,这让我对这项技术有了更全面和深入的认识。我曾经在尝试理解全息图像是如何形成的,以及为什么能够呈现出三维效果时感到困惑,而这本书提供的理论解释,让我能够清晰地理解问题的根源。此外,书中关于“调制传递函数(MTF)”的讨论,让我认识到光学系统成像质量评价的量化方法,这对于我评估和选择光学元件、设计光学系统至关重要。通过阅读这本书,我不仅掌握了傅里叶光学的基础知识,更培养了运用光学原理解决实际问题的能力。

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这本《傅里叶光学导论(第3版)》的深度和广度都令我印象深刻。我并非光学专业的学生,但因为工作需要,我开始涉足这个领域。这本书从基础概念入手,逐步深入到许多高级主题,例如阿贝成像理论、相位复原技术等,让我对傅里叶光学有了系统而全面的认识。我尤其赞赏书中对“衍射极限”的讨论,它清楚地阐述了光学系统能够分辨的最小细节受到光的衍射性质的限制,这对我理解光学显微镜、望远镜等成像系统的性能极限具有重要的意义。书中关于“数字图像处理”在光学成像中的应用,也让我看到了傅里叶光学与现代信息技术相结合的巨大潜力。例如,书中介绍的傅里叶域滤波技术,可以用来抑制噪声、增强图像细节,这在实际的图像采集和分析中非常实用。我曾经在处理一些模糊不清的光学图像时感到束手无策,而这本书提供的滤波理论,让我能够有效地改善图像质量。此外,书中关于“干涉”的讲解,特别是对各种干涉仪(如迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪)的原理介绍,也让我对如何利用干涉现象进行精密测量有了更深入的了解。这本书的阅读过程,对我而言是一次知识的探索之旅,也为我打开了通往更广阔的光学世界的大门。

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到货快 比去书店方便多了 不像是盗版的

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书脊破损,纸张异味极大,但字迹清晰。鉴于盗版书经验,可确认百分百盗版!内容可看,但不值这个价钱。

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公司需求………………………………………………

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时代教育·国外高校优秀教材精选:工程中的有限元方法(原书第4版)

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京东快递很快,所买商品很好

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京东快递很快,所买商品很好

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感觉和原版书有点出入啊

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好好好好好好

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挺好的 专业书籍

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