现代光学基础与前沿(作者:林强,叶兴浩)

《现代光学基础与前沿》涵盖了几何光学、波动光学和量子光学的核心内容，包括光线光学、光的波动性与矢量性、光的相干性、光的衍射、部分相干光学、固体光学、量子化光场等；同时包含了现代光学的一些前沿领域，如现代量子光学、原子光学、超快光学、特种材料光学、引力光学等。《现代光学基础与前沿》十分注重现代光学理论体系的完整性及其内在联系，包含了光线光学与波动光学之间、波动光学与量子光学之间的相互过渡等内容，同时尽可能多地把现代光学的新理论、新方法和新应用包括进去，使得读者通过《现代光学基础与前沿》，能够较系统、全面地掌握现代光学的基础理论，把握现代光学的发展方向，较快地进入到现代光学的前沿。 b1("(,r/`  
《现代光学基础与前沿》的读者对象为物理、光学、光电子类及相关专业的本科生、研究生、教师和科研工作者。 %Ydzzr3  
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目录 POnI&y]
  
序一 lbRm(W(  
序二 C4#EN}  
前言 L\:f#b~W  
第一篇 现代光学基础
B@:11,.7  
第1章 光线光学 YTQom!O  
1.1 费马原理 4yk!T  
1.1.1 反射定律 nE~HcxE/  
1.1.2 折射定律（斯涅耳定律） m]Sv>|  
1.1.3 物像之间的等光程性 6I)1[tU  
1.1.4 凹球面镜反射 ))pp{X2m  
1.2 哈密顿光学 Z5oX "Yx  
1.2.1 光线微分方程 sRM3G]nUr  
1.2.2 哈密顿正则方程 oAMB}a;  
1.2.3 哈密顿正则方程在近轴光学中的应用 !<ae~#]3P  
1.2.4 程函方程 K2W$I H:.  
1.3 近轴光学 L>,j*a_[  
1.3.1 光线变换矩阵的定义 4\#!Gv-  
1.3.2 常见光学元件的变换矩阵 :;wb{q$O  
1.3.3 反向传输的变换矩阵 r*n_#&-7  
1.3.4 成像矩阵
|5ifgSZ  
1.3.5 矩阵方法与常规方法之间的联系 [i8,rOa7  
1.4 光线追迹 q,<AW>  
1.4.1 斜子午光线 JOR ?xCc  
1.4.2 傍轴光线的追迹 HjX!a29Wf  
1.5 初级像差理论 v(HCnC  
1.5.1 波像差和光线像差 E^RPK{zO  
1.5.2 赛德尔变量 liYR8D |  
1.5.3 初级（赛德尔）像差 QO'=O}e  
1.5.4 一般共轴透镜系统的初级像差系数 Y|s?9'z  
1.5.5 色差 a^9-9*  
1.6 几何光学与波动光学的过渡 U?MKZL7  
1.6.1 波动光学过渡到几何光学 0.& B  
1.6.2 几何光学到波动光学 $U uSrX&  
1.6.3 光线量子力学理论 /,>@+^1  
,O9rL :?  
第2章 光的波动性与矢量性 LPg1G+e  
2.1 波动方程 jslfq@5v  
2.2 光波的表示 5`ma#_zk|f  
2.2.1.一维平面波 wU\3"!^h  
2.2.2 三维平面波 -rEg(@S %  
2.2.3 球面波. 2n9E:tc  
2.2.4 柱面波 +O@v|}9"w3  
2.2.5 几种重要的光束 qJ;T$W=NG  
2.3 光的传播速度 \X'{ ee  
2.4 能流坡印亭矢量 9Q!X~L|\S  
2.5 光的偏振 G8JwY\  
2.5.1 偏振光的分类 . PzlhTL7  
2.5.2 偏振光的描述方法 ^:b%QO  
2.6 完全偏振光 8:BPXdiK  
2.6.1 琼斯矢量 5UFR^\e  
2.6.2 琼斯矩阵 I+) Acy;  
2.6.3 正交偏振 (Ea)`'/  
2.6.4 琼斯矩阵的本征矢 QU&b5!;&  
2.6.5 琼斯反射和透射矩阵 Jy,Dcl  
2.7 部分偏振光 Wcgy:
4K3  
2.7.1 相干矩阵 H:~41f[  
2.7.2 偏振度 (IbT5  
2.7.3 相干矩阵通过偏振光学元件的变换
uW.)(l  
2.7.4 部分相干、部分偏振光 Eua\N<!aai  
=xs{Ov=  
第3章 光的相干性 a;Nj'M~U  
3.1 干涉的基本原理 ,{@,dw`lUz  
3.1.1 线性叠加原理 K22'XrN  
3.1.2 波阵面分割 LnN6{z{M  
3.1.3 振幅分割 
"}"Bvp^  
3.2 部分相干性 ;tS4h  
3.3 时间相干性 uZyR{~-C  
3.4 空间相干性 UTa
tcn  
3.4.1 两个独立点光源之间的空间相干性 eBD7g-  
3.4.2 扩展光源的空间相干性 x<  Td  
=
R M=@X  
第4章 光的衍射 /Z:\=0`  
4.1 基尔霍夫衍射理论
x
Df<@  
4.1.1 格林定理 UMg*Yv%  
4.1.2 菲涅耳－基尔霍夫积分公式 {r9fKA  
4.1.3 衍射积分公式与惠更斯原理的联系与差别 RV
xlN*  
4.1.4 互补光阑巴比涅原理 zSYh\
g"  
4.1.5 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 I_Q*uH.Y5  
4.2 夫琅禾费衍射图样 MPMa  
4.2.1 单狭缝衍射 ''9FB5
 
4.2.2 矩孔衍射 P1f?'i?J  
4.2.3 圆孔衍射 FFTh}>>  
4.2.4 双狭缝衍射 ]jUxL=]r  
4.2.5 衍射光栅 |[k/%  
4.2.6 光栅的类型 8:j8>K*6  
4.2.7 凹面光栅的衍射和罗兰圆 3{mu77  
4.2.8 其他形状的孔 Q\H_lB  
4.3 菲涅耳衍射图样 wv 7jES  
4.3.1 菲涅耳带 D`;Q?fC  
4.3.2 波带片 ^cYm.EHI  
4.4 傅里叶变换光学 *"N756Cj  
4.4.1 透镜的傅里叶变换 EwSE;R -  
4.4.2 傅里叶变换频谱学 PvzB, 2":  
J$)lYSNE  
第5章 部分相干光学 6Xjr0C+  
5.1 基本概念和定义 *QzoBpO<  
5.1.1 时间相干性和相干时间 _kR,R"lh  
5.1.2 空间相干性与相干区域 hWGCYkuW  
5.2 部分相干光的数学表述 QdM&M^  
5.2.1 互相干函数和复相干度 _rQM[{Bkg  
5.2.2 交叉光谱密度和谱相干度 ?#F}mOVAa  
5.2.3 相关函数的传输 )v!>U<eprD  
5.2.4 范西泰特一策尼克定理及举例 ~!c~jcq]lZ  
5.3 空间一频率域中的部分相干光场 d%$'Y|  
5.3.1 部分相干场的相干模式表述 6?U2Et  
5.3.2 交叉光谱密度作为关联函数的严格表述 nw3CI&Y`  
5.3.3 激光谐振腔模式相干理论 Xa._  
5.3.4 部分相干激光谐振腔 ~]71(u2  
5.4 部分相干光束 *g$egipfF  
5.4.1 单色光束 hJ0)"OA5  
5.4.2 部分相干光束 U?u0|Y+  
5.4.3 Gaussian Schellmodel光束 \lVX~r4  
5.5 光源空间相干性对光场频谱场的影响 M[ea!an  
5.5.1 两个部分关联的源产生的光场的频谱 u$c)B<.UR  
5.5.2 标度定律 #D"fCVIS  
5.6 部分相干物质波 i%7b)t[y  
5.6.1 物质波与超冷原子气体 Y-%S,91O  
5.6.2 物质波相干性的描述 8=^o2&  
5.6.3 部分相干物质波的张量ABCD定律 X0X!:gX  
5.6.4 部分相干物质波的演化 \2!v~&S  
* %p6+D-C  
第6章 固体光学 !=(~e':Gv  
6.1 介质中的麦克斯韦方程组和波动方程 |okS7.|I
X  
6.2 光在各向同性电介质中的传播色散 pIh%5ZU  
6.3 光在导电介质中的传播 pU`4bT(w%  
6.3.1 极低频率 28L3"c  
6.3.2 一般情况 Cc:m~e6r  
6.4 光在吸收介质边界上的反射和折射 ZbJUOa?W
F  
6.4.1 复折射率 L3M
]06y  
6.4.2 斜入射时折射角φ与入射角0的关系 *pN,@ZV$  
6.4.3 折射定律（复折射率） 4C&L%A  
6.4.4 反射率公式 NJb5H
oYZ  
6.5 光在晶体中的传播 fL7ym,?  
6.5.1 晶体中的波动方程 irNGURLm  
6.5.2 波矢面 DiF=<} >x  
6.5.3 相速度面 S8+Xk= x  
6.5.4 光线速度面 L 6){wQ%c  
6.6 光在界面上的双折射 %Uk]e5Hu  
…… 8
H_3.MK  
第7章 量子化光场 ruM16*S{=  
;8UHnhk_O  
第二篇 现代光学前沿 8Ua;< h%  
第8章 现代量子光学 CUOxx,V  
第9章 原子光学 y: @[QhV  
第10章 超快光学
9 |Iq&S  
第11章 特种材料光学 2RDos#  
第12章 引力光学 Qci<cVgP  
JcxhI]E  
附录A 基本物理常量 ,[IN9W  
附录B SI词头 5fS89?/?  
附录C 矢量分析常用公式 p8F5b8]*  
中英文对照索引 yKEE @@}\  
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