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陶世荃，江竹青，王大勇，万玉红，王云新 著

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• 光学体全息
• 全息技术
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• 光信息存储
• 光学工程
• 全息成像
• 衍射光学
• 信息技术
• 应用光学

店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030368430

商品编码：1257236999

包装：平装

出版时间：2014-08-01

页数：384

字数：614000

正文语种：中文

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图书基本信息

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书名：光学体全息技术及应用
ISBN：9787030368430
著者：陶世荃，江竹青，王大勇，万玉红，王云新
出版社：科学出版社
POD版定价：88元
正文语言：中文
装帧：平装
开本：16
页数：384
字数：614000

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内容简介

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《光学体全息技术及应用》共分六章，首先介绍了光学全息的基本原理，然后全面介绍光学体全息的理论、技术、材料和应用。理论部分在一维耦合波理论的基础上重点介绍了有限尺寸光栅的二维耦合波理论及其算法；技术部分着重介绍在共同体积中实现多重全息记录的复用技术；材料部分重点分析了光折变晶体和光致聚合物的全息记录原理和特性。《光学体全息技术及应用》用较大篇幅介绍体全息技术的应用领域，包括体全息信息存储的方案、关键技术、单元器件与系统；数字数据的全息存储和全息存储盘；基于体全息复用的光学相关器；基于体全息的光电子器件；体全息成像技术与器件等。展望了体全息技术的当前研究前沿和实用化前景。《光学体全息技术及应用》理论清晰，材料系统，联系实际。

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目录

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总序
前言
第1章 体全息概述
1.1 全息术发展简史
1.1.1 衍射光栅的基本概念和发展
1.1.2 拉曼-奈斯衍射和布拉格衍射
1.1.3 体全息术的发明
1.1.4 全息术的应用概述
1.2 光学全息术的基本原理
1.2.1 全息图的基本描述
1.2.2 基元全息图
1.2.3 全息图的分类
1.2.4 全息图的衍射效率
1.3 体全息图
1.3.1 体全息图的记录与布拉格衍射再现
1.3.2 体全息图的类型
1.3.3 体全息基本分析工具——k矢量圆
1.3.4 体光栅选择性的物理解释
第2章 体全息的基本理论分析方法
2.1 光频电磁波在无源介质中的传播
2.1.1 麦克斯韦方程
2.1.2 介质的特性
2.1.3 有吸收、非均匀、各向同性介质中的波动方程
2.1.4 坡印廷定理
2.2 一维耦合波理论
2.2.1 耦合波方程的推导和求解
2.2.2 体光栅的衍射效率和选择性
2.3 耦合波理论的其他表述
2.3.1 严格的耦合波理论
2.3.2 矢量耦合波理论
2.4 二维耦合波理论及其数值解法
2.4.1 二维受限体光栅的二维耦合波方程及其闭形式解析解
2.4.2 基于二维耦合波理论的光栅衍射特性研究
2.4.3 二维耦合波方程的数值解法
2.5 积分方程理论
2.5.1 非均匀介质中的波动方程
2.5.2 波动方程的解
2.5.3 积分方程解法的应用
第3章 体全息记录材料
3.1 体全息对记录材料的基本要求
3.1.1 体全息图特征及其记录材料厚度
3.1.2 记录材料的调制传递函数
3.1.3 体全息记录材料的性能
3.2 银盐材料和重铬酸盐明胶
3.2.1 银盐材料
3.2.2 重铬酸盐明胶
3.3 光折变材料
3.3.1 概述
3.3.2 光折变晶体中折射率光栅的建立
3.3.3 光折变晶体内的两波耦合和衍射效率
3.3.4 全息时间常量和信息记录的易失性
3.3.5 热固定技术
3.3.6 光固定技术
3.3.7 其他无机光折变材料
3.4 光致聚合物
3.4.1 光致聚合物的组成及记录机理
3.4.2 光致聚合物的全息性能评价及测试
3.4.3 自由基聚合型光致聚合物的简化模型
3.4.4 光折变聚合物
3.4.5 聚合物分散液晶
3.5 光致变色材料和光致各向异性材料
3.5.1 概述
3.5.2 光致变色玻璃
3.5.3 有机光致变色材料和光致各向异性材料
3.6 持续光谱烧孔材料
3.6.1 概述
3.6.2 在光谱烧孔材料中的全息记录
3.7 材料的噪声及其抑制
3.7.1 散射噪声的成因及其表征
3.7.2 铌酸锂晶体的散射噪声及其抑制
第4章 复用技术
4.1 基于布拉格选择性的共同体积复用
4.1.1 角度复用
4.1.2 波长复用
4.1.3 电场复用
4.2 位相编码复用
4.2.1 正交位相编码复用
4.2.2 随机位相编码复用
4.3 偏振复用
4.3.1 普通全息与普通偏振全息
4.3.2 各向异性材料中的正交偏振全息
4.3.3 光致各向异性材料中的偏振全息
4.4 频域复用
4.4.1 光谱烧孔和频率选择光存储
4.4.2 频率选择的全息复用
4.5 混合复用技术
4.5.1 共同体积的多维复用
4.5.2 与空间复用结合
4.6 复用全息图的等衍射效率记录方法
4.6.1 共同体积复用
4.6.2 部分重叠的情形
第5章 体全息信息存储
5.1 光学体全息存储技术概述
5.2 体全息存储系统的关键器件
5.2.1 激光器
5.2.2 组页器
5.2.3 图像探测器
5.2.4 寻址器件
5.2.5 傅里叶变换镜头
5.3 数字数据的全息存储
5.3.1 纠错编码的必要性
5.3.2 调制-阵列码
5.3.3 其他数据处理技术
5.4 快速读出技术
5.4.1 数据读出速率基本概念及影响因素
5.4.2 盘式体全息存储系统的读出速率分析
5.4.3 空角复用的盘式全息存储快速读出系统的设计与实现
5.5 页面式体全息存储系统的主要构型
5.5.1 同轴/共线的体全息存储系统
5.5.2 双光束干涉(离轴型)的体全息存储系统
5.5.3 非易失性盘式体全息存储的关键技术及实现
5.6 微全息存储
5.6.1 微全息存储的机理
5.6.2 微全息存储技术的发展
第6章 基于体全息复用的光学相关器
6.1 光学相关与匹配滤波
6.2 体全息图像库
6.3 提高识别率的途径
6.3.1 光学高通滤波法
6.3.2 子波相关法
6.3.3 散斑调制法
6.3.4 相关系数法
6.3.5 多重频谱滤波法
6.4 采用体全息的光学相关系统实例
6.5 关联存储器
第7章 体全息成像技术
7.1 体全息成像系统及理论描述
7.1.1 体全息成像系统
7.1.2 体全息成像系统的点扩散函数
7.1.3 体全息光栅成像的基元光栅分析法
7.2 体全息系统的选择成像特性
7.2.1 体全息成像系统的深度选择性
7.2.2 体全息成像系统的横向选择特性
7.2.3 辅助光学系统参数对体全息选择成像特性的影响
7.3 体全息层析成像系统与方法
7.3.1 体全息层析成像基本原理
7.3.2 复用体全息透镜系统的分层成像应用
7.4 宽带光源的体全息成像特性
7.4.1 宽带光源成像基本原理
7.4.2 彩虹体全息成像法
7.4.3 宽带照明成像的视场和深度分辨率
7.4.4 体全息其他成像系统
第8章 基于体全息的光子器件
8.1 光互连和光交换中的体全息器件
8.1.1 光学互连和全息互连
8.1.2 光交换中的体全息器件——光开关
8.2 体全息波分复用器件
8.2.1 体全息波分复用器件的主要类型和性能
8.2.2 体全息波分复用器件的TWOR方案
8.3 波导全息器件
8.3.1 波导全息器件的结构和性质概述
8.3.2 波导全息图的典型应用
8.4 全息光子晶体
8.4.1 光子晶体概述
8.4.2 体全息与光子晶体
8.4.3 光子晶体的全息制作方法
8.5 体全息光栅在激光技术中的应用
8.5.1 谐振腔的模式选择原理与方法
8.5.2 PTR体光栅横模选择元件
8.5.3 PTR体光栅光谱窄化和稳频元件
8.6 超短脉冲全息术
8.6.1 时域全息
8.6.2 光谱全息
8.6.3 超短脉冲全息的应用研究
8.7 全息显示
8.7.1 全息图作为成像元件
8.7.2 全息图作为存储元件
8.7.3 大视场、真彩色三维显示
参考文献

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深度透视：现代材料科学的前沿探索与实践 一本致力于解析当代材料科学核心概念、前沿技术及其广泛应用的权威专著。 本书并非聚焦于光学或全息技术，而是将读者的目光引向一个更为宏大且基础的领域——现代材料科学。它系统性地涵盖了从原子尺度结构到宏观性能表现的完整链条，旨在为材料学、化学工程、物理学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一本内容详实、理论与实践并重的参考指南。 本书的结构经过精心设计，旨在循序渐进地构建读者对材料世界的深刻理解。全书分为五个主要部分，共计二十二章，确保内容的深度和广度都能满足专业读者的需求。 --- 第一部分：材料科学的基础范式与结构解析 (Fundamentals and Structural Analysis) 本部分作为全书的理论基石，重点阐述了构成所有材料的微观世界的规律。 第一章：材料的本征属性与分类体系 本章首先确立了“材料”的现代定义，区别于传统认知，强调了性能与结构之间的内在联系。详细介绍了金属、陶瓷、高分子、复合材料以及先进功能材料的基本分类标准及其各自典型的晶体结构和非晶态结构。着重讨论了晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料宏观力学和电学性能的决定性影响。 第二章：晶体结构的热力学与动力学基础 深入探讨了晶体生长过程中的热力学驱动力，特别是相图的解读与应用。动力学方面，聚焦于原子扩散机制——费克定律的微观解释，以及扩散在材料热处理过程中的重要作用。引入了扩散激活能的概念及其实验测定方法。 第三章：电子结构与能带理论的材料学视角 本章将量子力学原理应用于固体材料。详细阐述了能带理论如何解释材料的导电性、半导体特性和绝缘体行为。讨论了费米能级、有效质量等关键参数，并从能带结构的角度分析了不同材料类型的能带隙及其对光电响应的影响。 第四章：先进表征技术：结构-性能的桥梁 本章侧重于实验手段。详细介绍了X射线衍射（XRD）在晶体结构精修中的应用，包括布拉格定律的深入理解和粉末衍射图谱的解析。同时，对透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的成像原理、EELS/EDS能谱分析技术进行了详尽的论述，强调如何通过这些手段“看见”微观结构。 --- 第二部分：结构材料的力学行为与工程应用 (Mechanical Behavior of Structural Materials) 本部分聚焦于工程中应用最广泛的结构材料，深入研究其在应力状态下的响应机制。 第五章：弹性、塑性与断裂力学 详尽剖析了材料的应力-应变关系，从胡克定律的宏观描述过渡到位错理论的微观解释。重点讲解了加工硬化、加工过程中的织构形成以及回复和再结晶等恢复过程。在断裂力学部分，引入了Griffith裂纹扩展理论、应力强度因子K，以及韧性断裂与脆性断裂的判据。 第六章：疲劳与蠕变：寿命的预测与延长 疲劳是结构失效的主要原因之一。本章详细介绍了S-N曲线的构建与应用，讨论了低周疲劳与高周疲劳的区别，以及裂纹萌生和扩展的周期性机制。蠕变部分，则分析了高温下材料的稳态与瞬态蠕变，并介绍了Creep Life的预测模型（如Norton定律）。 第七章：先进金属合金的设计与制备 本章聚焦于高性能金属材料。涵盖了相图指导下的合金化设计策略，如析出强化、固溶强化。深入探讨了高熵合金（HEA）的构筑原理及其独特的复杂性。介绍了快速凝固技术、粉末冶金以及增材制造（3D打印）技术在金属结构件制造中的最新进展和挑战。 第八章：陶瓷材料的韧化策略与应用 陶瓷以其高硬度、耐高温性著称，但脆性是其主要限制。本章系统梳理了增强陶瓷韧性的主要途径，包括晶界设计、引入第二相颗粒（如SiC晶须）以及相变增韧机制（如氧化锆）。讨论了结构陶瓷和功能陶瓷的关键性能指标。 --- 第三部分：功能材料的电学、磁学与热学特性 (Electrical, Magnetic, and Thermal Functionalities) 本部分将视角转向那些依赖于特定电子或磁性行为的先进材料。 第九章：半导体材料的物理基础与器件制造 深入讲解了掺杂对本征半导体电学性能的调控（N型与P型）。详细分析了PN结的形成、势垒电位和二极管/晶体管的工作原理。讨论了硅基材料的制备纯化技术以及III-V族半导体（如GaAs, GaN）在光电器件中的优势。 第十章：磁性材料的分类与性能调控 本章系统阐述了顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性及亚铁磁性的微观起源。重点分析了磁畴结构、磁滞回线（矫顽力、剩磁）的形成。讨论了永磁材料（如NdFeB）和软磁材料（如铁氧体）的设计原则及其在电磁设备中的应用。 第十一章：介电与压电材料 探讨了材料极化现象，包括电子极化、离子极化和取向极化。详细介绍了铁电材料的居里点、自发极化及电滞回线。压电材料部分，分析了正逆压电效应的耦合机制，及其在传感器和执行器中的关键作用。 第十二章：热电材料与能源转换 本章关注材料的热电效应（塞贝克效应、珀尔帖效应）。引入了无量纲优值ZT，并从电子输运和晶格热导率两个维度探讨了如何提高ZT值，包括对低维结构和复杂晶格材料的研究。 --- 第四部分：高分子与复合材料的界面工程 (Polymers and Composites: Interface Engineering) 本部分着重于宏观尺度上材料组分的有效结合与协同效应。 第十三章：高分子材料的结构与性能关系 阐述了高分子链的构象、分子量对粘弹性行为的影响。讨论了热塑性塑料和热固性树脂的固化动力学。介绍了聚合物的结晶度、玻璃化转变温度（Tg）的测定与意义。 第十四章：复合材料的力学设计与增强机制 复合材料的设计核心在于界面。本章详细分析了纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的有效介质理论，如混合律。重点研究了界面结合强度对整体性能的贡献，以及纤维与基体的匹配性设计。 第十五章：先进制造工艺对高分子与复合材料性能的影响 探讨了注塑、挤出等传统成型工艺中剪切速率、温度对取向和微观结构的影响。对于复合材料，深入分析了层压技术、预浸料固化过程中的脱气与残余应力控制。 --- 第五部分：材料的界面现象与环境响应 (Interfaces and Environmental Response) 本部分关注材料在真实使用环境下的行为和表面改性技术。 第十六章：腐蚀与材料防护 全面分析了金属的电化学腐蚀机理，包括析氢、析氧反应。详细介绍了局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）的发生条件。防护措施部分，涵盖了阴极保护、缓蚀剂、以及氧化物保护膜的形成与稳定性。 第十七章：薄膜沉积技术与表面改性 本章聚焦于功能性薄膜的制备，对比了物理气相沉积（PVD，如溅射）和化学气相沉积（CVD）的优缺点。讨论了离子注入、激光熔覆等技术如何实现材料表面的硬化、耐磨性或特定电学性能的提升。 第十八章：生物材料与植入体界面 本章探讨了材料与生物环境的相互作用。重点讨论了生物相容性、生物可降解性材料的设计原则。分析了蛋白质吸附、细胞粘附等生物界面现象，以及材料表面微观形貌对组织再生的影响。 第十九章：能源存储材料：电池与超级电容器 从电化学角度分析了锂离子电池的工作原理，包括电极材料（如层状氧化物、磷酸铁锂）的充放电机制、固态电解质的离子传输。超级电容器部分，侧重于赝电容和双电层电容的原理及其在快速充放电设备中的应用。 第二十章：催化材料的表面动力学 从表面吸附能、活性位点密度和孔隙结构等方面，解析了多相催化剂的性能评价指标。讨论了贵金属、氧化物负载催化剂的设计策略及其在环境治理和化学合成中的实际案例。 第二十一章：计算材料学导论 简要介绍如何利用计算机模拟来预测材料性能。涵盖了从第一性原理计算（DFT）到分子动力学模拟（MD）的基本流程和适用范围，展示了计算工具在加速新材料发现中的潜力。 第二十二章：材料的循环经济与可持续性 本书的收官之章，探讨了材料科学领域如何应对环境挑战。讨论了材料的生命周期评估（LCA）、可回收性设计，以及开发新型环境友好型材料的必要性与前沿研究方向。 --- 总结： 本书通过严谨的逻辑和详尽的案例分析，全面覆盖了现代材料科学的广阔图景，深入解析了结构与性能之间的复杂关联，为读者提供了坚实的理论基础和前沿的实践视野。它是一本旨在推动材料科技创新的综合性工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量都相当不错。纸张厚实，文字清晰，图表印刷精美，没有出现模糊不清的情况。尽管内容涉及大量的专业术语和复杂的公式，但通过清晰的排版和图文并茂的方式，使得阅读体验相对舒适。总的来说，这是一本内容丰富、结构清晰、实用性强的专业书籍，无论你是初学者还是有一定基础的研究者，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的书，封面设计简约大气，没有太多花哨的图案，直接点出了“光学体全息技术及应用”这个主题。我翻开目录，看到里面涉及了全息成像的原理、材料、制作工艺，以及在防伪、数据存储、医疗影像、艺术品展示等领域的广泛应用。光是看目录，就觉得内容非常扎实，涵盖了从基础理论到实际应用的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

初学者可能会被“光学体全息技术”这个名字吓到，觉得门槛很高，但这本书的编排似乎考虑到了这一点。它从最基本的光学原理讲起，循序渐进地介绍全息技术的核心概念，比如干涉和衍射，并配以大量的图示和示意图，让抽象的物理概念变得直观易懂。即使你不是物理学专业出身，也能通过阅读这本书，逐步建立起对全息技术的整体认知。

评分☆☆☆☆☆

对于已经对全息技术有所了解的读者来说，这本书也能提供更深入的研究视角。它不仅介绍了主流的全息技术，还涉及了一些前沿的研究方向和最新的技术进展。例如，在全息数据存储方面，书中讨论了如何提高存储密度和读写速度，以及相关的挑战和解决方案。这部分内容对于需要进行相关领域研究或开发的专业人士来说，具有很高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性体现在它对“应用”部分的详尽阐述。它不仅列举了全息技术在各个领域的应用案例，还深入分析了这些应用背后的技术细节和实现难点。例如，在防伪技术方面，它详细介绍了如何利用全息图的不可复制性来制作高安全性的防伪标识，以及在金融、证件等领域的具体应用。阅读这部分内容，你会对全息技术如何在现实生活中发挥作用有一个更清晰的认识。