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计算工程光学(Python版) 版权信息
- ISBN：9787560667089
- 条形码：9787560667089 ; 978-7-5606-6708-9
- 装帧：平装-胶订
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
计算工程光学(Python版) 内容简介
计算工程光学是指将传统工程光学理论以数值计算的方法进行全新解读，以强化经典光学理论与新兴智能计算技术的有机融合， 有效解决光学设计与制造过程中遇到的瓶颈难题。本书共4章，包括Python基础、几何光学基础、光学成像系统设计和物理光学基础等内容。其中， 第1章介绍Python语言的语法基础和数据类型以及与工程光学相关的标准库函数等；第2章和第3章以几何光学为基点，介绍基本光学理论的编程实现方法、近轴和实际光线追迹方法、光学像差数值分析和成像系统评价方法，详细介绍光学系统设计和优化实现的方法;第4章介绍基本物理光学概念和编程实现方法，以傅里叶变换为基础介绍标量衍射理论，从波像差的角度分析光学系统成像的性能，以衍射光学元件为例说明前沿光学设计方法和工程光学应用案例。
本书可作为高等院校光学工程、机械电子、仪器仪表、光电信息及其他相关专业的教材，也可供相关技术人员阅读和参考。
计算工程光学(Python版) 目录
第1章 Python基础 1
1.1 认识Python 1
1.1.1 Python应用场景 2
1.1.2 解释器和编译器 3
1.1.3 Python的安装 4
1.2 Python语法基础 8
1.2.1 变量和变量类型 8
1.2.2 标识符和关键字 8
1.2.3 运算符 9
1.3 Python常用语句 11
1.3.1 判断语句 11
1.3.2 循环语句 12
1.3.3 break语句和continue语句 12
1.4 字符串 13
1.4.1 字符串介绍 13
1.4.2 访问字符串 14
1.4.3 字符串内建函数 15
1.5 复合数据类型 15
1.5.1 列表 15
1.5.2 元组 17
1.5.3 字典 18
1.6 函数 20
1.6.1 函数定义与调用 20
1.6.2 函数变量作用域 22
1.6.3 常用库函数 22
1.7 模块和包 24
1.7.1 模块 24
1.7.2 包 25
1.8 面向对象编程 26
1.8.1 面向对象与面向过程 26
1.8.2 类的属性和方法 28
1.8.3 类的实例化 29
1.8.4 类的封装、继承和多态 31
1.8.5 运算符重载 34
1.9 文件的操作 35
1.9.1 文件的打开与关闭 35
1.9.2 文件的读写 35
1.9.3 文件的常见操作 38
1.10 异常 38
1.10.1 异常的类型 38
1.10.2 异常处理 40
1.11 图像处理中的库函数 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与其他编程语言对比 55
习题 57
参考文献 60
第2章 几何光学基础 61
2.1 光的波粒二象性 61
2.1.1 历史 61
2.1.2 光子 62
2.1.3 光波 64
2.1.4 光线 66
2.2 几何光学理论 67
2.2.1 光的直线传播 67
2.2.2 光线的折射与反射 69
2.2.3 全反射 73
2.2.4 费马定理 74
2.2.5 完善成像 77
习题 91
参考文献 92
第3章 光学成像系统设计 94
3.1 近轴光学 94
3.1.1 一阶光学 94
3.1.2 近轴光线追迹 96
3.1.3 单透镜 99
3.1.4 透镜组 103
3.1.5 光学不变量 109
3.2 实际光学系统 109
3.2.1 基本光学系统参数 109
3.2.2 实际光线追迹 112
3.2.3 任意三维光线追迹 121
3.3 像差理论 124
3.3.1 波像差 124
3.3.2 三阶像差 127
3.3.3 实际像差计算 134
3.4 光学系统优化 140
3.4.1 光学评价函数 140
3.4.2 *小二乘法 148
3.4.3 全局优化方法 153
习题 154
参考文献 154
第4章 物理光学基础 156
4.1 光的基本电磁理论 156
4.1.1 麦克斯韦(Maxwell)方程组 156
4.1.2 光波的复振幅表示 157
4.2 光的干涉 161
4.3 光的偏振 165
4.3.1 琼斯(Jones)矢量和琼斯矩阵 167
4.3.2 斯托克斯(Stokes)矢量和穆勒(Mueller)矩阵 170
4.3.3 马吕斯(Malus)定律 174
4.3.4 偏振成像 176
4.4 光的反射与折射 177
4.5 标量衍射理论 181
4.5.1 瑞利-索末菲衍射理论 182
4.5.2 菲涅尔(Frensel)近似 184
4.5.3 夫琅禾费(Fraunhofer)近似 186
4.5.4 衍射传播中的采样问题 188
4.5.5 相位复原问题及GerchbergSaxton算法 195
4.6 光学成像系统 201
4.6.1 透镜的傅里叶变换作用 201
4.6.2 光学成像系统分析 203
4.6.3 光学系统像差 208
4.6.4 泽尼克(Zernike)多项式 210
4.7 衍射光学元件 216
4.7.1 衍射透镜 216
4.7.2 色差 216
习题 221
参考文献 223
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