《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。
0BD3~Lv 《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。
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+`\C_i- ji">} - 目录
'*W/Bett 序一
QarA.Ne~ 序二
V7 c7(G 前言
r lW 第一篇 现代光学基础
1 [dza5 第1章 光线光学
is`le}$^y 1.1 费马
原理 >`u} G1T\ 1.1.1 反射定律
)x#^fN~ 7` 1.1.2 折射定律(斯涅耳定律)
i9W@$I,f 1.1.3 物像之间的等光程性
8{@#N:SY 1.1.4 凹球面镜反射
O']-<E`1k 1.2 哈密顿光学
f5^[`b3H 1.2.1 光线微分方程
7 zK%CJ 1.2.2 哈密顿正则方程
03[(dRK>= 1.2.3 哈密顿正则方程在近轴光学中的应用
$Y7q2 1.2.4 程函方程
,M5J~Ga 1.3 近轴光学
b4i=eI8 1.3.1 光线变换矩阵的定义
?<
mSEgvu 1.3.2 常见光学元件的变换矩阵
a";(C,:0 1.3.3 反向传输的变换矩阵
,J~kwJ$L 1.3.4 成像矩阵
Sr/"'w; 1.3.5 矩阵方法与常规方法之间的联系
j;)U5X 1.4 光线追迹
RT4ns +J1 1.4.1 斜子午光线
+hqsIx 1.4.2 傍轴光线的追迹
) j_g*< 1.5 初级像差理论
CFkM}`v0 1.5.1 波像差和光线像差
sJ{NbN~`I 1.5.2 赛德尔变量
<9B\(' 1.5.3 初级(赛德尔)像差
/9QI^6&SX 1.5.4 一般共轴
透镜系统的初级像差系数
7ae8nZ3& 1.5.5 色差
{YT!vD9. 1.6 几何光学与波动光学的过渡
+x\b- ' 1.6.1 波动光学过渡到几何光学
swntz 1.6.2 几何光学到波动光学
'!I^Lfz-Z 1.6.3 光线量子力学理论
.'saUcVg: rfpeX 第2章 光的波动性与矢量性
51u8.%{4 2.1 波动方程
8A~5@ 2.2 光波的表示
|X,T>{V?y 2.2.1.一维平面波
}Zu>?U 2.2.2 三维平面波
l\vtz5L 2.2.3 球面波.
Fc%@ 2.2.4 柱面波
.^6"nnfA# 2.2.5 几种重要的光束
uW3`gwwlU 2.3 光的传播速度
CqDKQQ 2.4 能流坡印亭矢量
%6}S1fuA 2.5 光的偏振
(p08jR
'5 2.5.1 偏振光的分类
*4"s,1?@BG 2.5.2 偏振光的描述方法
4mq+{c0 2.6 完全偏振光
})rJU/ 2.6.1 琼斯矢量
W 0%FZ0l 2.6.2 琼斯矩阵
?4GI19j 2.6.3 正交偏振
Bvj-LT=) 2.6.4 琼斯矩阵的本征矢
Mn7nS: 2.6.5 琼斯反射和透射矩阵
-`x$a&} 2.7 部分偏振光
5RCZv\Wd& 2.7.1 相干矩阵
MQ>.^]B]o 2.7.2 偏振度
UE33e(Q< 2.7.3 相干矩阵通过偏振光学元件的变换
{KYbsD 2.7.4 部分相干、部分偏振光
E~Eh'>Y(B 5|&8MGW-$ 第3章 光的相干性
\' (_r 3.1 干涉的基本原理
Ta^l1]9.* 3.1.1 线性叠加原理
G66A]FIg 3.1.2 波阵面分割
HL-zuZa`Ju 3.1.3 振幅分割
$Ay
j4|_- 3.2 部分相干性
M il
![A1 3.3 时间相干性
%"Tn=fZIF 3.4 空间相干性
d1$3~Xl] 3.4.1 两个独立点
光源之间的空间相干性
tr3Rn :0] 3.4.2 扩展光源的空间相干性
7 \)OWp Qwl=/<p1 第4章 光的衍射
Gh;Ju[6 4.1 基尔霍夫衍射理论
DtkY;Yl 4.1.1 格林定理
[C 1o9c! 4.1.2 菲涅耳-基尔霍夫积分公式
AY{#!RtV 4.1.3 衍射积分公式与惠更斯原理的联系与差别
$OOZ-+8 4.1.4 互补光阑巴比涅原理
h#a;(F4_7 4.1.5 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射
v_-S#( 4.2 夫琅禾费衍射图样
$U=E7JO 4.2.1 单狭缝衍射
QH%Zbt2qS 4.2.2 矩孔衍射
pE.f} 4.2.3 圆孔衍射
"[(&$I 4.2.4 双狭缝衍射
.Y B}w 4.2.5 衍射光栅
<WXO].^ 4.2.6 光栅的类型
3exv k 4.2.7 凹面光栅的衍射和罗兰圆
-1dbJ/) 4.2.8 其他形状的孔
aRFLh 4.3 菲涅耳衍射图样
S |SN3)
4.3.1 菲涅耳带
[^wEKRt& 4.3.2 波带片
~x<nz/^ 4.4 傅里叶变换光学
V=yRE 4.4.1 透镜的傅里叶变换
HU[a b 4.4.2 傅里叶变换频谱学
'u@_4wWp ~Ab nksR 第5章 部分相干光学
7P3PQ%: 5.1 基本概念和定义
>~O36q^w 5.1.1 时间相干性和相干时间
\QF\Bh 5.1.2 空间相干性与相干区域
a*4"j2j v 5.2 部分相干光的数学表述
7U=|>)Q0s 5.2.1 互相干函数和复相干度
^/;W;C{4 5.2.2 交叉
光谱密度和谱相干度
Qd~M;L O"i 5.2.3 相关函数的传输
\BB(0Ah+t 5.2.4 范西泰特一策尼克定理及举例
emZ^d/A 5.3 空间一频率域中的部分相干光场
<^:e)W 5.3.1 部分相干场的相干模式表述
Izrf42 >k 5.3.2 交叉光谱密度作为关联函数的严格表述
.ZSG nbJ 5.3.3
激光谐振腔模式相干理论
x+~IXi>Ig 5.3.4 部分相干激光谐振腔
>z0~!!YZ 5.4 部分相干光束
J&,N1B 5.4.1 单色光束
-w41Bvz0 5.4.2 部分相干光束
q/w U7P\% 5.4.3 Gaussian Schellmodel光束
tPO\ e] 5.5 光源空间相干性对光场频谱场的影响
e@k`C{{C]o 5.5.1 两个部分关联的源产生的光场的频谱
^{<x*/ nK 5.5.2 标度定律
K`.wj8zGY 5.6 部分相干物质波
zGz^T 5.6.1 物质波与超冷原子气体
UN`F|~@v 5.6.2 物质波相干性的描述
A`4Di8'Me 5.6.3 部分相干物质波的张量ABCD定律
UA4Q9<>~ 5.6.4 部分相干物质波的演化
6T6 S9A*nT fn|l9k~ <O 第6章 固体光学
k*bfq?E a 6.1 介质中的麦克斯韦方程组和波动方程
V43pZ]YZ> 6.2 光在各向同性电介质中的传播色散
VQHJO I 6.3 光在导电介质中的传播
l*[ . 6.3.1 极低频率
K?')#%Z/{# 6.3.2 一般情况
7 q<UJIf 6.4 光在吸收介质边界上的反射和折射
db"FC3/H 6.4.1 复折射率
bwM>#@H 6.4.2 斜入射时折射角φ与入射角0的关系
S~vbISl 6.4.3 折射定律(复折射率)
cOUsbxYTD 6.4.4 反射率公式
VVuL+i 6.5 光在晶体中的传播
{! RW*B 6.5.1 晶体中的波动方程
_<5 o1 6.5.2 波矢面
/vPh_1 6.5.3 相速度面
@f0~a 6.5.4 光线速度面
]sO}) 6.6 光在界面上的双折射
!B?/6XRUx ……
JnCY O^Qj 第7章 量子化光场
tklU
zv +SM $# 第二篇 现代光学前沿
,
j,[4^ 第8章 现代量子光学
;9c3IK@ 第9章 原子光学
xZFha=# 第10章 超快光学
xk86?2b{) 第11章 特种材料光学
Z5Ao3O@ 第12章 引力光学
'q1)W' /exV6D r 附录A 基本物理常量
~/[cZY@ 附录B SI词头
pw:<a2. 附录C 矢量分析常用公式
MLmc]nL= 中英文对照索引
6fPuTQ}fY> M#})
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