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計算工程光學(Python版) 版權信息
- ISBN：9787560667089
- 條形碼：9787560667089 ; 978-7-5606-6708-9
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計算工程光學(Python版) 內容簡介
計算工程光學是指將傳統工程光學理論以數值計算的方法進行全新解讀，以強化經典光學理論與新興智能計算技術的有機融合， 有效解決光學設計與制造過程中遇到的瓶頸難題。本書共4章，包括Python基礎、幾何光學基礎、光學成像系統設計和物理光學基礎等內容。其中， 第1章介紹Python語言的語法基礎和數據類型以及與工程光學相關的標準庫函數等；第2章和第3章以幾何光學為基點，介紹基本光學理論的編程實現方法、近軸和實際光線追跡方法、光學像差數值分析和成像系統評價方法，詳細介紹光學系統設計和優化實現的方法;第4章介紹基本物理光學概念和編程實現方法，以傅里葉變換為基礎介紹標量衍射理論，從波像差的角度分析光學系統成像的性能，以衍射光學元件為例說明前沿光學設計方法和工程光學應用案例。
本書可作為高等院校光學工程、機械電子、儀器儀表、光電信息及其他相關專業的教材，也可供相關技術人員閱讀和參考。
計算工程光學(Python版) 目錄
第1章 Python基礎 1
1.1 認識Python 1
1.1.1 Python應用場景 2
1.1.2 解釋器和編譯器 3
1.1.3 Python的安裝 4
1.2 Python語法基礎 8
1.2.1 變量和變量類型 8
1.2.2 標識符和關鍵字 8
1.2.3 運算符 9
1.3 Python常用語句 11
1.3.1 判斷語句 11
1.3.2 循環語句 12
1.3.3 break語句和continue語句 12
1.4 字符串 13
1.4.1 字符串介紹 13
1.4.2 訪問字符串 14
1.4.3 字符串內建函數 15
1.5 復合數據類型 15
1.5.1 列表 15
1.5.2 元組 17
1.5.3 字典 18
1.6 函數 20
1.6.1 函數定義與調用 20
1.6.2 函數變量作用域 22
1.6.3 常用庫函數 22
1.7 模塊和包 24
1.7.1 模塊 24
1.7.2 包 25
1.8 面向對象編程 26
1.8.1 面向對象與面向過程 26
1.8.2 類的屬性和方法 28
1.8.3 類的實例化 29
1.8.4 類的封裝、繼承和多態 31
1.8.5 運算符重載 34
1.9 文件的操作 35
1.9.1 文件的打開與關閉 35
1.9.2 文件的讀寫 35
1.9.3 文件的常見操作 38
1.10 異常 38
1.10.1 異常的類型 38
1.10.2 異常處理 40
1.11 圖像處理中的庫函數 44
1.11.1 NumPy 45
1.11.2 SciPy 46
1.11.3 Skimage 48
1.11.4 PIL 50
1.11.5 OpenCV 52
1.11.6 Matplotlib 53
1.12 Python與其他編程語言對比 55
習題 57
參考文獻 60
第2章 幾何光學基礎 61
2.1 光的波粒二象性 61
2.1.1 歷史 61
2.1.2 光子 62
2.1.3 光波 64
2.1.4 光線 66
2.2 幾何光學理論 67
2.2.1 光的直線傳播 67
2.2.2 光線的折射與反射 69
2.2.3 全反射 73
2.2.4 費馬定理 74
2.2.5 完善成像 77
習題 91
參考文獻 92
第3章 光學成像系統設計 94
3.1 近軸光學 94
3.1.1 一階光學 94
3.1.2 近軸光線追跡 96
3.1.3 單透鏡 99
3.1.4 透鏡組 103
3.1.5 光學不變量 109
3.2 實際光學系統 109
3.2.1 基本光學系統參數 109
3.2.2 實際光線追跡 112
3.2.3 任意三維光線追跡 121
3.3 像差理論 124
3.3.1 波像差 124
3.3.2 三階像差 127
3.3.3 實際像差計算 134
3.4 光學系統優化 140
3.4.1 光學評價函數 140
3.4.2 *小二乘法 148
3.4.3 全局優化方法 153
習題 154
參考文獻 154
第4章 物理光學基礎 156
4.1 光的基本電磁理論 156
4.1.1 麥克斯韋(Maxwell)方程組 156
4.1.2 光波的復振幅表示 157
4.2 光的干涉 161
4.3 光的偏振 165
4.3.1 瓊斯(Jones)矢量和瓊斯矩陣 167
4.3.2 斯托克斯(Stokes)矢量和穆勒(Mueller)矩陣 170
4.3.3 馬呂斯(Malus)定律 174
4.3.4 偏振成像 176
4.4 光的反射與折射 177
4.5 標量衍射理論 181
4.5.1 瑞利-索末菲衍射理論 182
4.5.2 菲涅爾(Frensel)近似 184
4.5.3 夫瑯禾費(Fraunhofer)近似 186
4.5.4 衍射傳播中的采樣問題 188
4.5.5 相位復原問題及GerchbergSaxton算法 195
4.6 光學成像系統 201
4.6.1 透鏡的傅里葉變換作用 201
4.6.2 光學成像系統分析 203
4.6.3 光學系統像差 208
4.6.4 澤尼克(Zernike)多項式 210
4.7 衍射光學元件 216
4.7.1 衍射透鏡 216
4.7.2 色差 216
習題 221
參考文獻 223
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