信息光學教程（第二版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　為適應麵嚮21世紀的信息光學教學的需要，《信息光學教程（第二版）》係統介紹衍射的數值計算方法，包含瞭目前大學本科信息光學課程的主要內容.全書內容包括：數學預備知識、標量衍射理論、衍射積分的數值計算及應用、衍射受限成像、光學信息處理、部分相乾理論、全息照相、全息乾涉計量、數字全息以及光波分復用中的基本器件與網絡.為適應現代光信息的數字化發展趨勢，光盤還提供瞭與教材內容相適應並得到實驗證實的MATLAB數字仿真程序.
　　《信息光學教程（第二版）》可以作為高等院校“光學”“光學工程”“電子科學與技術”“光信息科學”等專業的本科生及研究生教材，也可以供相關專業的研究生及科技工作者參考，書中打“*”號部分主要適用於研究生及科技工作者，

內頁插圖

目錄

第二版前言
第一版前言

第1章 數學預備知識
1．1 常用的幾種非初等函數
1．2 二維傅裏葉變換
1．3 綫性係統
1．4 二維抽樣定理
習題1
參考文獻

第2章 標量衍射理論
2．1 光波的復函數錶示
2．2 標量衍射理論
2．3 夫琅禾費衍射的計算實例
2．4 菲涅耳衍射積分的計算及應用實例
2．5 柯林斯公式
習題2
參考文獻

第3章 衍射積分的數值計算及應用
3．1 離散傅裏葉變換與傅裏葉變換的關係
．2 菲涅耳衍射積分的快速傅裏葉變換計算
3．3 經典衍射公式及其快速傅裏葉變換計算
3．4 柯林斯公式的計算
3．5 衍射數值計算的應用實例
習題3
參考文獻

第4章 衍射受限成像
4．1 透鏡的光學變換性質
4．2 衍射受限係統的相乾光照明成像
4．3 衍射受限係統的非相乾照明成像
4．4 相乾成像與非相乾成像的比較
習題4
參考文獻

第5章 光學信息處理
5．1 阿貝二次成像理論和阿貝一波特實驗
5．2 空間頻率濾波係統和空間濾波器
5．3 空間濾波器的應用實例
5．4 相乾光信息處理係統
5．5 非相乾光信息處理係統
習題5
參考文獻

第6章 部分相乾理論
6．1 引言
6．2 可見度
6．3 互相乾函數及相乾度
6．4 時間相乾和空間相乾
6．5 恒星乾涉儀
習題6
參考文獻

第7章 全息照相
7．1 全息照相的基本原理
7．2 幾種其他主要類型的全息圖
7．3 全息照相的應用概況
習題7
參考文獻

第8章 全息乾涉計量
8．1 單曝光法或實時全息法
8．2 二次曝光全息乾涉計量或雙曝光法
8．3 時間平均法原理及其應用
8．4 全息係統的智能化、小型化、多功能化
習題8
參考文獻

第9章 數字全息
9．1 離軸數字全息及波前的1-FFT重建
9．2 1-FFT方法重建波前的噪聲研究及消除
9．3 基於虛擬數字全息圖的波前重建
9．4 彩色數字全息
9．5 數字全息在光學檢測中的應用
習題9
參考文獻

第10章 光波分復用中的基本器件與網絡
10．1 光波在光縴中的傳播
10．2光縴布拉格光柵
10．3光波在波導中的傳播
10．4平麵陣列波導光柵
10．5光信號的發送、接收和放大
10．6光波分復用網絡
習題10
參考文獻

附錄A 柯林斯公式推導
附錄B 散射光全息乾涉圖像的理論模型
附錄C 本書提供的MATLAB程序
附錄D 如何在MATLAB7．X環境下運行M文件
附錄E 如何下載本書光盤內容及光盤文件的使用
全書習題參考答案

深入理解材料的微觀世界：固體物理導論（第X版） ——探索物質結構、電子行為與量子效應的基石之作 本書旨在為物理學、材料科學、化學、電子工程等相關領域的本科生、研究生以及專業研究人員提供一套全麵、深入且易於理解的固體物理學導論。與側重於光與物質相互作用的傳統光學教材不同，《固體物理導論》聚焦於晶體內部的原子排列、電子的量子力學行為及其宏觀物理性質的起源。 本書結構與核心內容概述： 本教材分為五個主要部分，層層遞進，係統地構建起對晶體物質的深刻認知。 第一部分：晶體結構與晶格振動（宏觀對稱性與微觀形貌） 本部分是理解所有固體物理現象的基礎，它從幾何學的角度描述瞭構成固體的基本單元——晶體。 第一章：晶體學的基本概念 詳細闡述瞭晶體周期性、晶格、基矢、布拉維點陣的概念。重點講解瞭密堆積結構（如麵心立方FCC、六方最密堆積HCP）的幾何特徵及其晶體學描述方法，包括晶麵指數（米勒指數）的確定與物理意義。此外，引入瞭倒易點陣的概念，為後續的能帶理論奠定幾何基礎。 第二章：晶體結構分析與衍射 深入探討瞭實驗確定晶體結構的手段。詳盡介紹瞭X射綫衍射（XRD）的基本原理，包括布拉格定律的推導與應用。同時，討論瞭電子衍射和中子衍射在確定原子、分子及磁性結構方麵的獨特優勢。對衍射圖案的解讀和結構因子計算進行瞭詳盡的數學處理。 第三章：晶格振動與聲子 本章從量子力學的角度審視晶體內部的原子運動。首先，以一維和三維晶格模型（如笛卡爾坐標係下的原子鏈模型）為基礎，推導齣晶格振動的色散關係，引入聲子的概念——晶格振動的量子化激發態。詳細討論瞭聲子譜（聲學支與光學支）的物理意義，並深入分析瞭聲子對材料比熱容的貢獻（德拜模型與愛因斯坦模型）。最後，探討瞭聲子-聲子相互作用（非綫性項）及其在熱導率中的關鍵作用。 --- 第二部分：電子的能帶理論（量子力學的核心應用） 這是固體物理學的核心部分，解釋瞭導體、半導體和絕緣體性質的根本區彆。 第四章：電子在周期性勢場中的運動 從薛定諤方程齣發，係統推導瞭布洛赫定理，闡明瞭電子在周期性晶格勢場中必須以特定的波函數形式存在。重點講解瞭布洛赫波的物理圖像。 第五章：晶體中的能帶結構 基於布洛赫定理，詳細分析瞭能帶的形成過程。引入瞭布裏淵區的概念，並結閤$mathbf{k}cdotmathbf{p}$微擾理論，解釋瞭自由電子模型如何被修正以形成實際的能帶結構，包括價帶、導帶和禁帶的物理意義。對簡易模型（如緊束縛法）在描述能帶寬度上的應用進行瞭闡述。 第六章：電子的有效質量與輸運性質 定義並計算瞭電子的有效質量 $m^$，並解釋瞭其在能帶結構梯度中的物理來源。利用有效質量的概念，結閤能帶結構，解釋瞭金屬中的費米麵、半導體中的本徵激發和雜質能級。探討瞭電子在電場和磁場下的動力學行為。 --- 第三部分：電子的統計力學與輸運現象 本部分將量子能帶結構與統計物理相結閤，解釋宏觀電學性質。 第七章：電子的填充與費米能級 詳細闡述瞭費米-狄拉剋統計在電子係統中的應用。定義瞭費米能級 ($E_F$)，並分析瞭在零溫和有限溫度下電子的分布函數。討論瞭在導體和半導體中費米能級的具體位置及其對導電性的決定性影響。 第八章：電導率與輸運理論 基於玻爾茲曼輸運方程（或更基礎的弛豫時間近似），係統推導瞭金屬和半導體的電導率錶達式。深入分析瞭電子和空穴的遷移率（Mobility），並討論瞭雜質散射、聲子散射等主要的載流子散射機製對電阻率溫度依賴性的影響。 --- 第四部分：磁性、介電性與熱學性質 本部分擴展至非電學性質，探討晶體內部的集體激發與場響應。 第九章：介電性質與鐵電性 分析瞭電場作用下晶體中極化現象的起源。區分瞭電子極化、離子極化和取嚮極化。詳述瞭德魯德模型在描述等離子體振蕩中的應用。重點介紹瞭鐵電體的微觀機製、居裏點以及疇結構的概念。 第十章：磁性材料 係統地分類和解釋瞭固體中的磁性現象。從朗之萬理論齣發，詳細介紹瞭抗磁性（如湯姆孫理論）和順磁性（如居裏定律）。深入探討瞭鐵磁性的微觀起源——交換作用，並引入瞭平均場理論來解釋磁疇和磁化過程。簡要介紹瞭反鐵磁性與亞鐵磁性。 第十一章：熱學性質的再審視 迴歸晶格振動，利用聲子氣體模型，詳細推導瞭晶體的熱容（德拜T³定律的導齣）。討論瞭晶格熱導率的計算，並重點分析瞭聲子散射機製（包括聲子-聲子、聲子-缺陷散射）如何決定材料的導熱性能。 --- 第五部分：半導體物理的深入研究 本部分集中於最重要的現代功能材料——半導體。 第十二章：本徵與摻雜半導體 精確計算瞭本徵半導體的載流子濃度，定義瞭有效質量在半導體輸運中的精確作用。詳盡討論瞭N型和P型雜質摻雜的物理過程，包括施主能級和受主能級，以及雜質能級對費米能級的影響。 第十三章：半導體異質結與器件基礎 分析瞭不同半導體材料接觸時形成的PN結。詳細闡述瞭PN結的勢壘、耗盡區以及在平衡態、正嚮偏置和反嚮偏置下的電學特性（如二極管I-V麯綫的物理圖像）。簡要介紹瞭晶體材料在光電效應中的應用基礎。 總結： 本書力求在數學推導的嚴謹性與物理圖像的直觀性之間取得平衡。它為讀者提供瞭一套完整的工具箱，用於分析和預測晶體材料在電、熱、磁場作用下的宏觀響應，是理解凝聚態物理前沿研究的必備階梯。本書內容側重於晶格、電子能帶、統計分布和集體激發，與光學成像、光場調控等主題領域構成鮮明的對比。