光信息科学与技术应用 (2010 年度畅销榜NO.51269 )

光信息科学与技术是现代光学与信息科学相互交叉的学科，在许多技术领域中得到了广泛的应用，在信息技术中起着越来越重要的作用。本书分为概论篇、基础篇、技术篇、应用技术篇和发展篇，主要介绍有关光信息的产生、采集、存储、传输、加工、处理等方面的光学技术及其应用，如全息技术、光学计量技术、层析成像技术、条形码技术、红外技术、高速激光印刷技术等，并且介绍了光信息技术领域中的一些新进展。\r\n
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第一篇 概 论 篇 \r\n\r\n 第1章 概论 \r\n\r\n 1.1 关于信息 \r\n\r\n 1.2 关于信息科学 \r\n\r\n 1.3 信息技术 \r\n\r\n 1.4 光信息科学与光信息技术 \r\n\r\n 第二篇 基 础 篇 \r\n\r\n 第2章 光信息科学基础 \r\n\r\n 2.1 线性系统理论 \r\n\r\n 2.1.1 线性系统 \r\n\r\n 2.1.2 传递函数 \r\n\r\n 2.2 光学变换理论 \r\n\r\n 2.2.1 薄透镜的位相变换作用 \r\n\r\n 2.2.2 透镜的傅里叶变换性质 \r\n\r\n 2.3 传播理论 \r\n\r\n 2.3.1 平面波的角谱 \r\n\r\n 2.3.2 角谱的传播 \r\n\r\n 2.3.3 介质传输光学 \r\n\r\n 2.3.4 薄膜介质中的光传输 \r\n\r\n 2.4 成像理论 \r\n\r\n 2.4.1 成像过程和成像方法 \r\n\r\n 2.4.2 几何成像 \r\n\r\n 2.4.3 衍射成像 \r\n\r\n 2.4.4 扫描成像 \r\n\r\n 第3章 光信息技术基础 \r\n\r\n 3.1 激光技术 \r\n\r\n 3.1.1 激光器的工作原理和条件 \r\n\r\n 3.1.2 激光器的种类和特性 \r\n\r\n 3.1.3 激光输出的调制 \r\n\r\n 3.2 空间光调制器 \r\n\r\n 3.2.1 空间光调制器的分类 \r\n\r\n 3.2.2 主要材料和效应 \r\n\r\n 3.2.3 空间光调制器的基本功能 \r\n\r\n 3.2.4 液晶光阀 \r\n\r\n 3.2.5 变形薄膜空间光调制器 \r\n\r\n 3.2.6 微通道板空间光调制器 \r\n\r\n 3.2.7 磁光空间光调制器 \r\n\r\n 第三篇 基本技术篇 \r\n\r\n 第4章 光信息的采集和显示技术 \r\n\r\n 4.1 光信息的采集 \r\n\r\n 4.1.1 采集方法 \r\n\r\n 4.1.2 图像信息传感器 \r\n\r\n 4.1.3 图像信息编码 \r\n\r\n 4.2 光信息的显示 \r\n\r\n 4.2.1 显示器件 \r\n\r\n 4.2.2 液晶显示 \r\n\r\n 第5章 光信息传输技术 \r\n\r\n 5.1 光纤通信技术 \r\n\r\n 5.1.1 光纤通信的基本概念 \r\n\r\n 5.1.2 光纤与光缆 \r\n\r\n 5.1.3 光纤的导光原理 \r\n\r\n 5.1.4 光纤的损耗特性与色散特性 \r\n\r\n 5.1.5 光纤的制造工艺简介 \r\n\r\n 5.1.6 光纤的接续 \r\n\r\n 5.2 无源导波器件 \r\n\r\n 5.2.1 光纤连接器 \r\n\r\n 5.2.2 光分路耦合器 \r\n\r\n 5.2.3 波分复用器 \r\n\r\n 5.2.4 光隔离器 \r\n\r\n 5.2.5 光开关 \r\n\r\n 第6章 光信息存储技术 \r\n\r\n 6.1 光盘的存储原理 \r\n\r\n 6.1.1 光盘的优点及其种类 \r\n\r\n 6.1.2 只读存储光盘 \r\n\r\n 6.1.3 一次写入光盘 \r\n\r\n 6.1.4 可擦重写相变光盘 \r\n\r\n 6.1.5 直接重写相变光盘 \r\n\r\n 6.1.6 可擦重写磁光光盘 \r\n\r\n 6.2 相变光盘的结构及制备 \r\n\r\n 6.2.1 相变光盘的结构 \r\n\r\n 6.2.2 光盘的制备 \r\n\r\n 6.3 光信息存储设备中的光学系统 \r\n\r\n 6.3.1 光盘存储器中的光学系统 \r\n\r\n 6.3.2 磁光存储器中的光学系统 \r\n\r\n 第7章 光信息的加工及其处理技术 \r\n\r\n 7.1 空间滤波 \r\n\r\n 7.1.1 阿贝—波特实验（Abbe—Porter） \r\n\r\n 7.1.2 空间频率滤波系统 \r\n\r\n 7.1.3 空间滤波器的种类及其功能 \r\n\r\n 7.2 照相图像的恢复 \r\n\r\n 7.2.1 离焦图像的复原 \r\n\r\n 7.2.2 模糊图像的消模糊 \r\n\r\n 7.3 物面上的处理 \r\n\r\n 7.3.1 q 调制 \r\n\r\n 7.3.2 假彩色编码 \r\n\r\n 7.3.3 用黑白胶片保存彩色像 \r\n\r\n 7.3.4 黑白图像的白光密度假彩色编码 \r\n\r\n 7.4 图像增强 \r\n\r\n 7.5 光学信息处理的相关技术 \r\n\r\n 7.5.1 电子计算机与光学信息处理 \r\n\r\n 7.5.2 电子学与光学信息处理 \r\n\r\n 第8章 光学图像识别 \r\n\r\n 8.1 图像识别和光学相关器 \r\n\r\n 8.2 非相干识别器 \r\n\r\n 8.3 Vander Lugt相关器 \r\n\r\n 8.4 联合变换相关器 \r\n\r\n 第四篇 应用技术篇 \r\n\r\n 第9章 光学计量技术 \r\n\r\n 9.1 全息干涉计量 \r\n\r\n 9.2 全息散斑计量 \r\n\r\n 第10章 全息术 \r\n\r\n 10.1 白光再现全息图 \r\n\r\n 10.1.1 白光反射全息图 \r\n\r\n 10.1.2 像面全息图 \r\n\r\n 10.1.3 彩虹全息 \r\n\r\n 10.2 合成全息 \r\n\r\n 10.2.1 360°合成彩虹全息术 \r\n\r\n 10.2.2 利用光纤传像束制作合成全息图 \r\n\r\n 10.2.3 纵向多层合成全息法 \r\n\r\n 10.3 模压全息技术 \r\n\r\n 第11章 层析成像技术 \r\n\r\n 11.1 投影数据和拉冬变换 \r\n\r\n 11.2 图像的重建 \r\n\r\n 11.2.1 投影的中心频谱定理 \r\n\r\n 11.2.2 傅里叶变换重建 \r\n\r\n 11.2.3 卷积算法 \r\n\r\n 11.3 图像的光学模拟重现 \r\n\r\n 第12章 条形码技术 \r\n\r\n 12.1 条形码的概念及特点 \r\n\r\n 12.2 条形码的术语及结构 \r\n\r\n 12.2.1 条形码通用术语 \r\n\r\n 12.2.2 条形码的结构 \r\n\r\n 12.2.3 条形码符号的基本尺寸 \r\n\r\n 12.3 条形码的工作原理 \r\n\r\n 12.4 条形码的识别原理及装置 \r\n\r\n 第13章 红外技术 \r\n\r\n 13.1 红外技术组成部分 \r\n\r\n 13.1.1 信息传输链 \r\n\r\n 13.1.2 辐射器 \r\n\r\n 13.2 辐射的调制 \r\n\r\n 13.2.1 直接调制 \r\n\r\n 13.2.2 间接调制 \r\n\r\n 13.2.3 接收器-调制 \r\n\r\n 13.3 红外光学材料和大气的影响 \r\n\r\n 13.3.1 红外光学材料 \r\n\r\n 13.3.2 大气的影响 \r\n\r\n 13.4 红外技术的应用 \r\n\r\n 13.4.1 辐射测量 \r\n\r\n 13.4.2 能量辐射物的搜索与跟踪 \r\n\r\n 13.4.3 红外成像器件, 夜视仪 \r\n\r\n 13.4.4 红外光学通信 \r\n\r\n 第14章 高速激光印刷系统 \r\n\r\n 14.1 扫描系统 \r\n\r\n 14.2 偏转器 \r\n\r\n 14.3 多边扫描器 \r\n\r\n 14.4 印刷机的光学系统 \r\n\r\n 14.4.1 IBM3800型 \r\n\r\n 14.4.2 Siemens ND-2/3352型 \r\n\r\n 14.4.3 Xerox9700型 \r\n\r\n 14.5 印刷机系统 \r\n\r\n 14.5.1 IBM3800型 \r\n\r\n 14.5.2 Siemens ND-2/3352型 \r\n\r\n 14.5.3 Xerox9700型 \r\n\r\n 第五篇 进 展 篇 \r\n\r\n 第15章 光信息科学与技术的新进展 \r\n\r\n 15.1 光纤通信新技术 \r\n\r\n 15.1.1 光纤接入网 \r\n\r\n 15.1.2 相干光通信 \r\n\r\n 15.1.3 光复用技术 \r\n\r\n 15.1.4 全光传输 \r\n\r\n 15.1.5 光孤子通信 \r\n\r\n 15.2 光信息存储的新进展 \r\n\r\n 15.2.1 新型光信息存储 \r\n\r\n 15.2.2 全息信息存储 \r\n\r\n 15.3 光计算 \r\n\r\n 15.3.1 模拟光计算 \r\n\r\n 15.3.2 数字光计算 \r\n\r\n 15.3.3 光学智能机 \r\n\r\n 15.4 二元光学简介 \r\n\r\n 15.4.1 二元光学概述 \r\n\r\n 15.4.2 二元光学元件研制方法 \r\n\r\n 15.4.3 二元光学元件的应用举例 \r\n\r\n 15.4.4 国内外研究概况 \r\n\r\n 15.4.5 主要进展与发展趋势 \r\n\r\n 15.5 光信息技术中的光折变材料 \r\n\r\n 15.5.1 光折变材料的光折变效应 \r\n\r\n 15.5.2 光折变材料在光信息技术中的应用 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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一门学科的建立, 总是在一定的理论背景之下, 并以相应的理论作为纲领和依据, 一门学科的发展, 又有赖于它是否拥有坚实的理论基础. 由于理论基础在学科及其理论体系中具有基石意义, 并对学科整体起到统摄. 指导和定向的作用, 因而总是受到理论家的深刻关注. 信息科学作为一门学科, 其发展不可例外地依赖于学科理论起点的确定和理论根基的寻找. 所以, 理论基础的构建是信息科学研究的重要内容. 只有在坚实的理论基础之上, 信息科学才有可能汲取现代科学技术的精华, 并按照学科自身发展的逻辑规律, 不断走向成熟. 

什么是理论基础？目前尚无现成的定义可以援引. 但按照“基础”的定义, 我们可获得对理论基础的一般理解. 基础是“泛指事物发展的根本或起点, 如物质基础. 理论基础”（《辞海》）. 由此, 理论基础就是作为一门学科成长和发展的根本或起点的思想. 理论和学说. 一种理论. 学说之所以被当做一门学科的理论基础, 其根据在于它对对象学科的意义和作用, 从根本上来说, 它对对象学科的发展起到确定理论起点的作用, 并始终对学科整体提供宏观指导和理论支持. 具体来说, 这种作用大致可概括为三个方面：第一, 深刻地揭示研究对象的本质, 并正确地反映对象事物的客观规律, 第二, 正确地指引学科发展的基本途径和方向, 为对象学科奠定认识论基础, 第三, 有效地指导科学研究全过程. 也就是说, 理论基础对对象学科的作用是整体的. 全面的和根本的, 它与对象学科的关系是一种全面的内在关联, 即作为研究对象的事物概念之间要有紧密的逻辑关联, 如包容关系. 重合关系和较大部分的交叉关系等. 凡是不具备这些作用和特征的思想. 理论和学说都不能构成一门学科的理论基础. 

在这里, 我们还需区分理论基础与理论来源的差别, 因为这是实际研究中常常被混淆的两个概念. 要建立一个学科整体, 并指明理论. 学科发展的必然途径和正确方向, 作为理论基础的东西必须要具有科学性和同对象学科关联的本质性, 以及由此而来的对对象学科的决定性. 而理论来源则不具备这些特征. 原则上, 凡是能够提供参考. 借鉴的东西, 都可以作为理论来源. 我们必须注意它们之间的本质区别, 如果把只能作为理论来源的东西当做理论基础, 就容易造成思想的混乱, 甚至可能将学科理论研究引入歧途. 

“基础”的本义告诉我们, 基础通常是深基础和浅基础构成的一个层次性整体, 理论基础也不例外. 信息科学的理论基础包括多门学科, 它们都程度不同地直接作用于信息科学, 同时, 它们又不是彼此孤立的, 而是以内在的联系结合成为一个层次体系, 并以体系的形式共同支撑起信息科学的理论大厦. 理论基础实质上是学科间关系和作用的集中体现. 

当今社会是信息社会, 信息技术正在改变着人类社会.

在各种各样的信息技术中, 光信息技术的地位越来越重要, 作用也越来越突出. 在信息的产生. 采集. 显示. 传输. 存储以及处理的各个环节中, 光信息技术都扮演着重要的角色. 光信息科学与技术是光学和信息科学相结合的一门学科. 越来越多的工程技术人员开始关心光信息技术的发展, 并致力于将光学技术与工程应用相结合. 为此, 急需有介绍光信息科学与技术的书籍问世, 使广大工程技术人员更好地了解光信息技术的发展及其应用.

 光信息科学与技术已受到国内外众多专家的青睐, 目前有关光信息科学与技术的专著已有不少, 但其专论的成分都很强, 而且往往都只注重该领域的某一侧面, 系统地介绍光信息科学与技术的书籍目前未见. 本书正是力图弥补这一缺憾. 

本书以光信息为红线贯穿全书始终, 以系统的观点来认识光信息技术, 使读者从一开始就对光信息科学与技术有个整体性的认识, 从而有利于今后更进一步地学习. 基于这样的思路, 本书从介绍光信息科学的理论基础以及光信息技术基础开始, 按照光信息的采集. 显示. 传输. 存储. 处理. 识别来介绍一系列基本光信息技术, 并进一步介绍光信息的其他应用技术, 例如计量技术. 全息技术. 层析成像技术. 条形码技术. 红外技术以及高速激光印刷系统等. 本书最后简单介绍光信息科学与技术的新进展, 开拓读者眼界, 亦为读者展示了光信息科学今后的发展趋向. 基于所面向的读者, 本书主要介绍光信息科学与技术的有关知识及其应用, 而对于理论推导则简单提及甚至完全略去, 尽量减少由于读者数学理论基础不足而带来的困扰. 

为了便于读者对整个光信息科学与技术的了解, 本书涉及范围较广, 所搜集的资料较多, 有些技术资料, 可作为扩展视野的阅读材料. 不同的读者可以选择性地阅读. 

本书的编写得到广东工业大学前任校长钟韶教授以及广东工业大学数理系李佐周教授的支持和帮助, 同时也得到作者家人的支持和帮助. 在此谨向他们表示感谢. 由于作者水平及时间有限, 未能对书中所有内容做细致的推敲, 因此其中错漏难免, 敬请读者指正.

郑光昭 2002年春节于广州五山

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