工程技术

一幅画胜过千言万语,而在科学中，单个图像通常是达不到这样效果的。成像技术是基于光学波的操纵,但是，光学并不能提供我们需要的所有信息。在20世纪人们转向其他技术。现在，声成像是一个不可缺少的重要组成部分,人们的不断努力扩大我们“看到”的能力。虽然在磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)或x射线成像中，超声图像不提供发现的细节，但是，声成像系统以核磁共振或x射线方法的十分之一成本提供了重要的信息，并为病人的健康增加了完整的安全解决方案。成像的这种形式对于获取人体内的数据,在肌肉和软组织之间的接口是特别有用的。本书的目的是概述近年来高分辨率超声成像技术的进展和它们对生物材料的评价和工业材料的应用。

全书分为4部分，含13章：第1部分 基本原理，含第1-2章：1.从多波成像到弹性成像；2.通过散斑干涉法的非线性方法成像。第2部分 在先进的成像技术和方法方面的新发展,含第3-6章:3.定量超声显微镜在软生物组织中的基础和应用； 4.便携式超声成像设备；5.高精度测距的高频超声系统；6.基于数组方法的定量声学显微镜。第3部分 先进的生物医学应用，含第7-9章：7.厚皮肤黑色素瘤的声像与声学显微镜切片对比机理的研究；8.用声学显微镜提供病理学-力学性能的新概念；9.骨头的量化扫描声学显微镜。第4部分 先进材料应用，含第10-13章：10.使用后处理方法的阵列成像和缺陷表征；11.超声波的力量和相关的显微镜；12.超声原子力显微镜；13.声学近场成像。

本书可供超声成像，医学和病理学等相关领域的大学生、研究生、教师、工程师和研究人员阅读和参考。

通常可再生能源和其他分布式能源通过电力变换器集成到智能电网中，是智能电网发展的“新前沿”。如何将可再生能源集成到智能电网中而不危及电力系统的稳定性和性能，同时为实现智能电网其他功能和服务的发展形成坚实的技术基础，存在许多挑战性的问题。

本书系统地讲述了电力变换器的重要控制问题和各种通用变换器理论，从基本问题出发，展示了电能变换传统方法和非传统方法。本书的第1-2章为引论部分。1.介绍了电力系统基本知识;2.介绍本书以后章节的讨论的基础知识。主体共有4个部分:第1部分 电能质量控制，含第3-9章：3.电流H无穷重复控制；4.电压电流H无穷重复控制；5.具有频率自适应机制的电压H无穷重复控制；6.级联电流电压H无穷重复控制；7.变换器输出阻抗控制；8.旁路谐波电流分量；9.在牵引供电系统中电能质量问题。第2部分 中性线的提供，含第10-14章：10.中性线拓扑；11.中性线经典控制；12.H无穷电压电流控制的中性线；13.并行PI电压H无穷电流控制中性线；14.单相三相转换应用。第3部分 潮流控制，含第15-21章:15.电流比例积分控制；16.电流比例谐振控制；17.电流无差预测控制；18.同步变换器:模拟同步发电机电网友好型逆变器；19.变换器并联运行；20.带有改善电压质量功能的鲁棒下垂控制；21.谐波下垂控制器改善电压质量。第4部分 同步，含第22-23章：22.传统的同步技术；23.正弦锁相环。

本书为从事变换器设计的工程师和电力系统工作人员学习如何提高系统性能和工作的高级控制策略提供有益参考，同时也是从事控制工程、电力电子、再生能源和分布式发电、智能电网、柔性交流输电系统、电动飞机和全电动船舶电力系统研究人员的一个有益参考，也是电力工程、高级控制工程、电力电子技术、可再生能源和智能电网融合领域的研究生和大学教授的重要参考书。

作者钟庆昌博士是谢菲尔德大学自动控制与系统工程学院控制及系统工程专业的讲座教授，是IET院士（2010年）和IEEE资深会员（2004），他是中国国家电网公司认可专家。他出版的著作还包括《时滞系统的鲁棒控制》（2006），《具有死区时间的积分过程控制》（2010）。他的研究主要集中在高级控制理论和应用，包括电力电子、可再生能源和智能电网融合、电力驱动和电动车、鲁棒和H无穷控制、延时系统和过程控制等。

电能转换与传输是电力工程中的一个重要分支，其维护和发展需要工程师们掌握分析电气系统和理解电能转换的理论。随着科技的发展，现代计算技术应用到电能生产与传输工业，这对工程师们提出了更高的要求，需要能够基于现代计算技术应用分析电气系统和理解电能转换的理论去解决现场问题。

本书在第1版《电能转换与传输》的基础上增加了一些新内容以及新章节，探索了各种新电力生产方法，如可再生能源（太阳能，风能，地热能和海洋），讨论了即将到来的智能电网和利用可再生能源转换的分布式发电。全书包括11章：1.传统电力系统及智能电网；2.各种发电站、发电成本和负载特性与预测；3.单相电路阻抗、负载和基本电路分析定律与技术；4.三相电路星型、三角型系统知识及三相电路测量技术；5.输电线路和线缆参数、阻抗、容抗知识以及传输线保护；6.机电能量转换基础知识；7.单相、三相变压器基础；8.同步电机结构、概念以及感应电路电流计算；9.感应电机结构、单相和三相感应电机以及感应发电机；10.直流电机结构、基本原理和分析方法；11.电力电子和电机控制介绍。

本书阐述了环境对电能产生和传输的影响，利用Mathcad、Matlab和PSpice等软件解决实际问题，是工程学生和执业工程师学习基本的电力传输、发电和应用等知识的重要参考材料，是学习以计算机为基础的电能转换和传输知识的重要参考材料。

作者George G.Karady，1960年获得布达佩斯技术与经济大学的电气工程博士学位，目前是亚利桑那州立大学盐河项目特聘教授，是IEE fellow，主要从事电力电子技术、高电压技术与电力系统、高压工程电力系统等方面研究。

宽能带氮化物半导体以及器件是科学研究和工业方面发展最快的领域之一，它满足了发光及电压器件和风能系统的高电压转换等需求。本书介绍基于GaN以及相关半导体材料的发光器件以及场效应晶体管方面的基础以及应用。

本书共分为9章:1.氮化半导体（GaN、AlN、InN以及AlGaN等合金）的结构，以及其能带结构、极化效应等。该部分是该书的基础，对结构的深刻认识更有助于对其性能的深入研究;2.就掺杂对于能级、缺陷的形成、以及载流子传输等进行了详细的说明;3-4.金属半导体界面以及载流子在不同电场中的传输;5.就pn节进行了说明。重点介绍了能带结构、pn异质节电子结构、电流-电压等方面的知识;6-8.关于半导体的发光机理、发光二极管以及半导体激光器等。该部分涉及很多工业应用;9.关于场效应晶体管基础。

Hadis Morkoc教授在Cornel大学获得博士学位。1978-1997年在Illinois大学工作，随后加入弗吉尼亚联邦大学新成立的工程系。他就职或顾问于20多个工业实验室。他是工程、物理、材料科学领域论文被引用率最高的学者之一，出版多本专著。

该书深入浅出，内容丰富且重点突出，逻辑条理清晰，就最新的进展进行了详细的说明，能及时跟踪最新的工业研究。该书对于从事半导体器件、发光材料以及大功率器件的能量转换方面具有重要的参考价值。读者如对氮化半导体的器件材料表征方面感兴趣，可以参考Hadis Morkoc教授于2008年在Wiley出版的另外3本著作。

过去的几十年中，光学设计领域派生出了照明设计这一新的分支领域。照明工程是一门满足特定光环境中照明要求的设计技术与工程的学科。传统的几何光学是追求在焦平面上获得完美的图像、提高光学系统成像质量为宗旨的学科。起源于60年代中期的非成像光学理论，突破传统几何光学的概念，更加关注光学系统的聚光能力。非成像光学主要需要解决的两个辐射传递的设计问题是使传递能量最大化并且得到需要的照度分布，即集光和照明。随着非成像光学理论的不断完善，其已经逐渐应用于照明工程的设计之中。

本书的重点内容是非成像光学在照明系统中的应用，也向读者展示了非成像光学与照明光学的基础知识与概况，包括术语、组成单元、基本定义、用于照明系统的光学元件等。书中也涵盖了在先前文献中很少提及的一些有关议题，其中有非成像光学与照明光学领域专家的研究资料与最新成果、照明系统中非成像光学设计案例等等。

全书分为7章：1.简介与术语；2.光学集光率；3.压缩集光率；4.三维设计方法；5.太阳能集中器；6.光导管设计；7.采样、优化与公差。

本书作者R.John Koshel是亚利桑那大学光学科学中心的兼职教授，并在那里教授照明工程这一课程。作者同时是光子工程咨询有限公司的副总经理，并多次担任国际光学工程学会和美国光学学会会议主席，主持开设非成像光学辅导班。作者发表过多篇学术论文，是一位国际光学工程领域备受尊敬的专家。

本书适合从事照明工程领域的工程师、科研工作者，以及电子工程、光学工程专业的研究生阅读。

超导是指某些物质在一定温度条件下（一般为较低温度）电阻降为零的性质，人们把处于超导状态的导体称为"超导体"。 与宏观尺寸的超导体相比，如果一根超导线的直径小于其超导电子的相干长度以及磁场在导线中的穿透深度时，这根超导线被称为一维或准一维超导线。一维超导纳米线的超导行为与宏观尺寸的超导体相比有许多特点：超导相变温度展宽，其电阻在远低于超导转变的温区内仍不为零。这种由样品的尺寸效应而引起的耗散电阻，被认为是来自于超导电子波函数相位的热涨落和量子涨落。超导纳米线的超导行为也与它的环境紧密相关。

不管是从多体物理，量子相变，宏观量子隧道的理论角度来讲，还是从器件应用的角度来说，一维超导纳米线所涉及领域的技术方法都相当复杂，还有待更深入的研究和开发。本书分为理论和实验两个部分，结合最前沿的研究成果，介绍了一维超导纳米线的理论基础和实验方法。

全书分为10章：1.超导：基本定义与公式，介绍了超导简史，以及传统的超导理论方法，这些基础的理论方法在一维超导纳米线的分析中也广泛使用;2.一维超导：基本概念，介绍了一维超导的基本概念与现象，如尺寸量子化引起形状共振和量子相移，并借以解释一维超导体的超导转变点展宽现象，和分子体系中的相关能量标度状态;3.量子相移与量子相变，总结了基于费曼的路径积分表述的量子理论，并描述了各种量子相变和竞争物理体系;4.二象性，探索了库伯对和相移之间的二象性概念，并介绍了新型的量子相移交叉点;5.邻近效应，介绍了基于Usadel方程的非线性和非平衡效应;6.纳米线的制备方法，较全面地介绍了纳米线的合成方法；7.超导纳米线的实验研究综述，介绍了一些实验技巧，如过滤掉外部环境噪声的方法;8.连续量子相移，讨论了目前实验研究的进展与现状，该领域悬而未决的问题，以及未来的发展前景;9.一维超导相关体系，介绍了碳纳米管和半导体纳米线在超导纳米线单光子探测器方面的研究结果;10.总结与展望。

本书着重于介绍一维超导体的量子输运和相关理论，同时也特别强调实验研究结果，这些结果与不断涌现的各种新颖的制造技术密切相关。本书可以作为超导学方向的研究生教材，也可作超导学、物理学、量子学方向研究人员和技术人员的指导书。

聚合物在能量储存与转化方面的应用受到越来越多的关注。本书根据最新的研究热点和进展，综合分析了应用于锂电池、太阳能光伏、太阳能电池领域的聚合物的合成与性质。本书是首次关注聚合物在迅速发展的能源材料领域发挥作用的综合性图书之一，书中介绍了聚合物水凝胶的结构、性质及其在聚合物电解质燃料电池方面的应用，还分析了用于锂电池的聚醋酸乙烯基混合电解质，同时综述了基于离子液体的锂聚合物电池。本书还提出了有机多元量子点（MQDs）太阳能电池的概念，讨论了在聚合物基有机太阳能光伏装置中的溶剂效应，并概述了应用在太阳能领域的聚合物的性质。书中还对多孔有机聚合物应用于气体储能领域进行了综述。

全书共分为8章:1.高性能聚合物水凝胶材料用于燃料电池；2.聚醋酸乙烯基聚合物混合电解质用于锂电池；3.基于离子液体的锂聚合物电池；4.有机量子点通过分子层生长沉积应用于太阳能光伏；5.聚合物基有机太阳能光伏中的溶剂效应；6.聚合物-无机复合太阳能电池；7.半导体聚合物本体异质结太阳能电池；8.多孔聚合物应用于气体储能领域。

本书全面深入地分析了聚合物在储能与能量转化方面的研究进展，极具科学性，可读性强。该书适合能源材料领域的科学家、聚合物方面的工程师、化学工作者阅读，太阳能光伏领域的科学家以及工程师、研究可再生能源领域的专家学者和学生也可作为参考读物。

本书提供了一整套关于开发高功率、单横、边缘发光二极管激光器的创新方法，在同一本书中涵盖了设备工程、可靠性工程与设备诊断的互补主题，弥补了当前相关参考书的空白。书中首先讨论了二极管激光器的基础知识，接着对问题导向设计指导与技术、激光退化以及提高激光的光强的工程化手段进行了系统而精细的阐述。书中讨论的内容还包含了关键激光特征与关键激光鲁棒性因素的稳定性标准。对先进的诊断方法、性能和可靠性影响因素（如温度、应力和材料的不稳定性等）进行综述并加以讨论。书中最后部分专门对半导体激光器的诊断方法与技术进行了详细阐述，并应用所介绍方法来改进设备。

本书共包含3部分，共9章。第1部分 二极管激光器工程，包含第1-2章：1.主要讲了二极管激光器的基础知识;2.高功率单空间模式操作的设计注意事项。第2部分 二极管激光器可靠性，含第3-6章:3.激光退化基本模式;4.光学强度工程;5.基本可靠性工程概念;6.讲了二极管激光器可靠性工程问题。第3部分 针对二极管激光器的诊断，含第7-9章:7.针对活性层材料（active layer materials）完整性、杂质、镜面问题的新型诊断激光数据；8.针对镜子小平面(Mirror facet)的无序效应、机械应力、涂层不稳定性的新型诊断激光数据；9.针对多种激光温度效应、动态激光退化、镜面温度映射的新型诊断激光数据。

本书作者Peter W.Epperlein博士是他拥有的半导体技术咨询公司——英国PwePhotonics ElectronicsIssue Resolution的技术顾问，是国际上公认的半导体与二极管激光器技术专家。

本书反映了作者作为二极管激光器领域顶级科学家与高可靠性设备开发工程师丰富的专业知识。本书是半导体激光领域研究人员和工程师极具价值的参考书，也可用于相关专业的教学。