激光的衍射及熱作用計(jì)算

內(nèi)容概要

本書(shū)是作者多年以來(lái)從事激光變換及激光與金屬材料相互熱作用的理論模擬及實(shí)驗(yàn)研究的成果總結(jié)。主要內(nèi)容包括光波電磁理論基礎(chǔ)、標(biāo)量衍射理論、衍射積分在空域的計(jì)算、衍射積分的快速傅里葉變換計(jì)算、衍射場(chǎng)空間追跡及等效傍軸光學(xué)系統(tǒng)、高斯光束和激光諧振腔及激光束參數(shù)討論、激光變換光學(xué)系統(tǒng)、非熔凝態(tài)激光與物質(zhì)相互熱作用的半解析計(jì)算、激光與物質(zhì)相互熱作用復(fù)雜過(guò)程的數(shù)學(xué)表述。  　本書(shū)適合于光學(xué)、激光加工、機(jī)械制造、材料等專業(yè)大學(xué)師生及技術(shù)人員閱讀、參考。

書(shū)籍目錄

第一章 光波電磁理論基礎(chǔ)　1.1 光波的復(fù)函數(shù)表示　1.2 空間平面光波場(chǎng)的復(fù)振幅　1.3 各向同性介質(zhì)中光波的電磁理論　1.4 光波在介質(zhì)界面的反射及折射　1.5 偏振光及偏振元件的瓊斯矩陣表示　參考文獻(xiàn)第二章 標(biāo)量衍射理論　2.1 經(jīng)典標(biāo)量衍射理論　2.2 相干光通過(guò)傍軸光學(xué)系統(tǒng)的衍射　參考文獻(xiàn)第三章 衍射積分在空域的計(jì)算　3.1 菲涅耳函數(shù)及Si（x）函數(shù)研究　3.2 光波場(chǎng)能量分布圖像及計(jì)算機(jī)模擬　3.3 菲涅耳衍射調(diào)制函數(shù)　3.4 入射平研是任意透光孔的衍射計(jì)算　3.5 菲涅耳衍射調(diào)制函數(shù)對(duì)非平面波衍射的計(jì)算　3.6 衍射受限成像　3.7 衍射受限成像質(zhì)量討論　3.8 矩陣元素A=0時(shí)柯林斯公式的計(jì)算　參考文獻(xiàn)第四章 衍射積分的快速傅里葉變換計(jì)算　4.1 線性系統(tǒng)理論與卷積的計(jì)算　4.2 快速傅里葉變換計(jì)算衍射積分的兩個(gè)基本問(wèn)題　4.3 衍射的傳遞函數(shù)　4.4 經(jīng)典衍射積分的兩次快速傅里葉變換計(jì)算　4.5 菲涅耳衍射的一次快速傅里葉變換計(jì)算　4.6 菲涅耳衍射的分?jǐn)?shù)傅里葉變換表示及其計(jì)算　4.7 衍射的逆運(yùn)算　4.8 柯林斯公式及其逆運(yùn)算　參考文獻(xiàn)第五章 衍射場(chǎng)空間追跡及等效傍軸光學(xué)系統(tǒng)　5.1 衍射受限平面的復(fù)振幅變換函數(shù)　5.2 衍射場(chǎng)空間追跡計(jì)算及基本公式　5.3 常用光學(xué)元件的復(fù)振幅變換函數(shù)　5.4 等效傍軸光學(xué)系統(tǒng)及離軸光學(xué)元件參數(shù)的確定　5.5 衍射場(chǎng)空間追跡對(duì)衍射受限成像的追跡計(jì)算　參考文獻(xiàn)第六章 高斯光束、激光諧振腔及激光束參數(shù)討論　6.1 基橫模高斯光束及ABCD定律　6.2 穩(wěn)定激光諧振腔中高斯光束的矩陣光學(xué)描述　6.3 衍射場(chǎng)空間追跡計(jì)算在激光諧振腔中的應(yīng)用　6.4 激光束參數(shù)的討論及確定　6.5 紅外大功率激光的測(cè)量　參考文獻(xiàn)第七章 激光變換光學(xué)系統(tǒng)　7.1 透射式高斯光帶變換裝置　7.2 透射鏡陣列　7.3 反射式高斯光帶變換裝置　7.4 平面波導(dǎo)腔高斯光帶變換系統(tǒng)　7.5 方形波導(dǎo)腔疊像器　7.6 疊像式矩形斑變換系統(tǒng)　7.7 掃描轉(zhuǎn)鏡　7.8 激光打孔機(jī)反射轉(zhuǎn)鏡的設(shè)計(jì)及光束傳輸過(guò)程的計(jì)算　7.9 菲涅耳衍射變換在二元光學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第八章 非熔凝態(tài)激光與物質(zhì)相互熱作用的半解析計(jì)算　8.1 激光對(duì)物質(zhì)的熱作用研究方法　8.2 熱傳導(dǎo)方程及其解析解　8.3 熱傳導(dǎo)方程的解析解的討論　8.4 利用“像熱源”處理熱傳導(dǎo)邊界問(wèn)題的討論　8.5 利用功率加權(quán)方法計(jì)算任意形狀工件的激光熱作用溫度場(chǎng)　8.6 熱物性能參數(shù)隨溫度變化的影響研究　8.7 常用的溫度場(chǎng)計(jì)算公式　8.8 激光熱處理溫度場(chǎng)的快速計(jì)算　8.9 考慮相變及表面吸收系數(shù)隨溫度變化的激光熱處理溫度場(chǎng)半解析計(jì)算　參考文獻(xiàn)第九章 激光與物質(zhì)相互熱作用復(fù)雜過(guò)程的數(shù)學(xué)表述　9.1 熱傳導(dǎo)問(wèn)題的有限差分法計(jì)算　9.2 激光與材料相互熱作用的有限差分方程計(jì)算　9.3 經(jīng)歷熔凝過(guò)程的激光熱作用研究　9.4 激光重熔過(guò)程的理論分析　9.5 激光重熔表面處理的數(shù)值模擬　9.6 激光涂覆及其數(shù)值模擬　9.7 含氣、液和固三相的激光材料處理過(guò)程參考文獻(xiàn)附錄　A 二維傅里葉變換　B 常用函數(shù)的傅里葉變換對(duì)　C 幾個(gè)常用函數(shù)

章節(jié)摘錄

　　第二章　標(biāo)量衍射理論　　通常情況下，波動(dòng)方程的解為矢量形式。但是，實(shí)驗(yàn)研究表明，如果不涉及光傳播與變換過(guò)程中障礙物或光學(xué)元件結(jié)構(gòu)尺寸接近于光波長(zhǎng)的情況，并且，對(duì)衍射問(wèn)題的研究不鄰接衍射平面，忽略麥克斯韋方程中電矢量與磁矢量間的耦合關(guān)系，并將電矢量視為標(biāo)量，可以十分準(zhǔn)確地描述光傳播的物理過(guò)程。因此，可以建立一整套以基爾霍夫公式為代表的經(jīng)典標(biāo)量衍射理論。本章將對(duì)基爾霍夫公式作較詳細(xì)的推導(dǎo)，并介紹在標(biāo)量衍射理論中獲得廣泛應(yīng)用的瑞利－索末菲公式以及菲涅耳衍射積分。根據(jù)這些公式，只要知道空間中垂直于光傳播方向的一個(gè)平面上的光波場(chǎng)，便能計(jì)算該平面后續(xù)空間的光波場(chǎng)。然而，實(shí)際衍射通常與一個(gè)傍軸光學(xué)系統(tǒng)相聯(lián)系，需要解決的通常是相干光在光學(xué)系統(tǒng)中的傳播以及通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后的衍射問(wèn)題。于是，只包含空間坐標(biāo)變量的經(jīng)典標(biāo)量衍射理論與矩陣光學(xué)相結(jié)合，在傍軸光學(xué)系統(tǒng)的研究中逐步推廣成可以包含空問(wèn)及時(shí)問(wèn)變量的廣義衍射理論。這是本章的另一個(gè)重要內(nèi)容?！　?.1　經(jīng)典標(biāo)量衍射理論　　經(jīng)典標(biāo)量衍射理論主要包括計(jì)算光波場(chǎng)由一個(gè)空間平面?zhèn)鞑サ胶罄m(xù)介質(zhì)空間的基爾霍夫公式、瑞利－索末菲公式以及衍射問(wèn)題的空間角譜理論表述，現(xiàn)逐一進(jìn)行討論。　　……

編輯推薦

《激光的衍射及熱作用計(jì)算》是由科學(xué)出版社出版的。

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