1.原著作者塔亞布•I.蘇拉特瓦拉（Tayyab I. Suratwala）博士，在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的工作生涯中，為美國國家點火工程在光學和制靶領域做出了傑出貢獻。本書即為作者及其團隊長期以來在光學制造領域的工作總結。

2.本書既是光學制造理論的梳理，也是現代光學制造技術與應用的彙總，是一部兼具理論、方法和實際應用價值的教科書和參考書。

3.美國國家點火工程是迄今為止人類建設的光學工程，已經建成的點火驅動器裝置是一項偉大的創舉，其無論是在新材料的研制、光學加工的發展、光學檢測的進步以及大型光學繫統裝校和激光器技術等方面都創造了裡程碑式的成就，是我國在激光工程技術領域以及光學材料、光學加工、光學檢測等領域長期學習和追趕的目標。

4.蘇拉特瓦拉博士編寫的這本《光學制造中的材料科學與技術》與過去討論光學制造的著作的不同是，其從材料科學的角度，討論件制造過程中材料與作用過程中力學、摩擦學、物理學和化學的相互作用，以及影響光學制造的四個特性(表面形狀、表面質量、表面粗糙度和材料去除率)。該書開拓了光學制造領域一個新的研究視角，對於我國發展高端制造產業、提升光學工程領域的尖端制造水平具有重大參考價值。

5.該書堪稱“學科交叉的典範”，其從光學材料特性出發，介紹了材料加工的物理與化學作用特性，以及這些特性件的面形精度、表面粗糙度、表面質量和加工效率之間的關繫。書中涉及技術先進，其中所涉及各項技術均為相關領域前沿和發展成果，對於我國相關讀者有著重要的參考價值。

本書為引進譯著。作者全面梳理並總結了其團隊在光學制造方面的研究結果。全書包括兩大部分：第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學，從摩擦學、流體動力學、固體力學、斷裂力學、電化學等光學制造的基礎理論出發，繫統分析了從宏觀到微觀的材料去除過程，定量描述了光學制造中不同工藝參數件性能之間的關繫。第Ⅱ部分應用——材料技術，詳細敘述了工程應用的光學制造，彙總了現代光學制造中缺陷的檢測和評價方法，剖析了多方面工藝優化的可行性，說明了各類新的拋光技術；針對高能激光繫統要求的高損傷閾件，書末還給出了高件制作的關鍵工藝實例。
本書既是光學制造理論的梳理，也是現代光學制造技術與應用的彙總，涵蓋了從光學制造工藝件性能評價等多方面的理論與實踐，是一部兼具理論、方法和實際應用價值的教科書和參考書。

[美]塔亞布•I.蘇拉特瓦拉（Tayyab I. Suratwala），獲工程博士學位。在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的工作生涯中，為美國國家點火工程在光學和制靶領域做出了傑出貢獻。長期致力於激光磷酸鹽玻璃的研制，提高了熔石件的損傷性能，以及微靶的質量和產能，也研究開發了一種低成本的光學拋光收斂技術。在光學材料的研磨和拋光、玻璃的斷裂行為、延緩裂紋擴展、玻璃的光學特性、溶膠凝膠化學以及激光損傷的延緩等領域進行了廣泛的研究。

吳姜瑋，上海海事大學機械繫副教授，獲英國南安普敦大學工程科學學院機械繫博士學位。主要學術領域包括計算固體力學及計算方法研究、黏彈性力學及黏彈性斷裂力學方法在工程問題中的應用方法在工程問題中的應用等。出版專著1本、譯著3本，發表論文20餘篇。

本書的目的是從材料科學的角度重新審視古老的光學制造領域。光學制造是指制件，例如無件（如透鏡、透射平板、反射鏡和稜鏡）和有件（如激光增益介質、頻率轉換器、偏振器和自適件）。它們的形狀、尺寸和材料各不相同。新一代光學器件制造技術的改進，有助於提高先進激光器、成像和光譜繫統的性能。材料科學和工程的跨學科領域探索應用會影響材料結構和特性，進而影響其性能和參數。

光學制造早可以追溯到在羅馬時期使用的金屬凸面鏡和球面玻件[1]。由於工件材料、形狀、拋光材料、技術和工藝過程等變量的組合，可以形成的工藝組合幾乎是無限的。從歷史上看，這一領域主要是一門藝術，在這門藝術中，光學制造大師通過多年的學徒訓練和反復試驗，開發出一套獨特的有效加工技術。雖然在過去幾十年中，在對光學制造的科學理解方面取得了重大進展，但該領域尚未達到通過真正確定的工藝完全控制由各種光學材料制成的工件表面特性所需的成熟度。

豐富的光學制造方面的圖書為材料、研磨和拋光、加工方法、工具、光學計量測量技術和光學設計提供了極好的指導和參考[119]。盡管研究人員在過去40年中進行了開創性的工作，特別是20世紀70年代的布朗[10]，80年代的泉谷[16]，90年代的雅各布斯、蘭布羅普洛斯和庫克[2045]，以及21世紀初的多恩菲爾德及其同事[4650]，然而，時至今日仍然缺乏對光學制造的全面理解和評價。是時候探究這一話題的本源了。

在涉及集成電路制造的化學機械拋光（CMP）相關領域，有許多參考著作，其中一些涵蓋了光學制造工藝的材料科學方面[1315，17，5153]。然而，由於CMP與光學制造在材料、材料去除量和指標規格方面存在顯著差異，因此需要另行描述。

光學制造涉及研磨和拋光兩個步驟，實際上都是以下三個組成要素之間在相互作用過程中發生的一繫列效應和現像，這三個組成部分是：

(1)  工件，即要制造件。

(2)  確定工件時間和空間相關機械載荷的研磨盤或工具。

(3)  拋光液，其中可能含有磨料以去除工件上的材料。

這三個制造組成從力學、摩擦學、物理和化學方面相互作用，從而影響光學制造的四個特性（面形、表面質量、表面粗糙度和材料去除率）。全書繫統梳理並以定量的方式呈現了這些基本作用機理，用實驗數據對提出的模型進行了解釋；還討論了這些基本組成要素的研究和開發，由此引入以前沒有的新的表征方法、制造技術和工藝配方。

這本書包括兩部分。第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學，從第1章開始介紹，第2～5章討論光學制造過程中的機械和化學現像及其對面形、表面質量、表面粗糙度和材料去除率的定量影響。從宏觀相互作用開始，例如影響面形的相互作用，然後轉移到影響表面質量、表面粗糙度和材料去除率的微觀和分子相互作用。對於基本的相互作用，已經提出了許多機制和模型，本書介紹了其中的部分機制和模型。然而，本書的目的是說明這些概念，並以標準化和有組織的方式展示一些模型的細節（其中一些來自我們的研究小組），而不是全面描述所有現有模型的細節。

第Ⅱ部分應用——材料技術，介紹了與第Ⅰ部分基本原理緊密相關的內容。第6章討論了與斷裂相關問題的診斷和預防，包括災難性問題和影響表面質量的問題，以提高光學制造成品率。第7章描述了新的制造支撐和表征技術，以更好地理解和提升光學制造工藝。第8章研究了新的光學制造工藝。第9章介紹了這些技術如何應用於高能激光器中高損傷閾件的制造。

這本書既是學生和科學家的教學參考書，也是光學制造商、工程師和技術人員的實用手冊。因此，第Ⅰ部分是書面教科書形式，描述基本物理原理和理論背景。這些原理中有許多是針對脆性玻璃和陶瓷工件討論的。對於熔融石英和其他玻璃，重點給出了一些示例，因為在許多已有的研究和開發中已經建立了這類材料的模型繫統。第Ⅱ部分是有關提升光學制造工藝的手冊。例如，第6章中有關劃痕的討論是診斷缺陷（即劃痕）和提高產量的有用工具。

盡管光學制造這一古老領域在近期取得了許多進展，但它仍然是一門年輕的科學。這本書是對現有技術的總結、參考和選編。希望本書內容能推動科學進步，提件性能及其應用。

勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室，2018 Tayyab I. Suratwala