光学专业书籍推荐：第一本《光学教程》，出版日期：2005-8-1。
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-oZw+ge} 4K ~> 光学教程 r^E (GmW ^!O !HMX0 作者：叶玉堂
u!HbS*jqq 图书详细信息： [@pumH> ISBN：7302114617
$Ups9p Q 定价：48元
r~|7paX! 印次：1-1
$WRRCB/A6 装帧：平装
/A>nsN?:] 出版日期：2005-8-1
[\ 0>@j}Z 图书简介： [Tvdchl OC 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性，注意介绍了
激光系统和红外系统；第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展；第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
lkp$rJ#6 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材，也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
h* hkl# 前言： CCC9I8rZD 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时，其中物理光学部分约60个学时，应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础，以物理光学和应用光学为主体内容，着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散和散射，在介绍基础理论的同时，注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展，力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域，书中专辟一章（第9章），着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要，第1至8章选编了部分例题和习题，并在书后附有参考答 案。
>CcDG 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章，并负责全书各章的内容衔接；肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容；杨春平编写第7章和第8章的部分内容；吴云峰编写第9章；王昱琳编写习题和答 案；李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿，并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
m U [ 要特别提及的是，母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
0XC3O 8q 由于编者学识有限，加之时间仓促，书中难免出现缺点、错误或疏漏，恳请广大读者不吝指正。
benqm ~{\ 编者
@tRDKPh 2005年2月于电子科技大学
A58P$#)? 目录： wrJ" (:VZ 第一篇应 用 光 学
;S& anC#E 第1章几何光学基础3
t8 lGC R 1.1几何光学的基本定律3
/nh3/[u 1.1.1发光点、
光线和光束3
|<8Fa%!HHc 1.1.2几何光学的基本定律4
YJDJj
x 1.1.3全反射5
6B
b +f" 1.1.4费马原理6
RA){\~@wC 1.2物像基本概念7
W8-vF++R 1.2.1光学系统与完善像概念7
T' Jl,)" 1.2.2物和像的概念8
Gy6x.GX 1.3球面和球面系统9
4qd( a)NdY 1.3.1符号法则9
LF{8hC[ 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
!4 z vkJO 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
(6
RWI# 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
@bAu R 1.3.5球面反射镜17
e?o/H 1.3.6共轴球面系统19
&- My[t 1.3.7透镜21
s gZlk9x!Q 1.4平面与平面系统23
b`GKGqb J 1.4.1平面反射镜23
05j jLM'e 1.4.2平行平板26
`4Fw,:+e 1.4.3反射棱镜28
kf95 )iLo 1.4.4折射棱镜32
#7YJ87<E 1.4.5光楔33
# x X 1.5光学材料34
Uu Zjf9} 例题37
xNRMI!yv
习题39
#B!M,TWf9s 第2章理想光学系统42
B <G,{k 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
T}"[f/:N/ 2.1.1理想光学系统的基本特性42
2P=~6( 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
ZP0D)@8 2.2理想光学系统的物像关系45
]T.+( \I 2.2.1图解法求像45
[4yw? U 2.2.2解析法求像46
Ml bcJo3 2.3理想光学系统的放大率48
sQ[N 3 2.3.1放大率48
Le/}xST@ 2.3.2节点和节平面49
iM V=R2t 2 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
D '% O<.m 2.4理想光学系统的组合52
7^d7:1M 2.4.1双光组组合52
e)XnS ' 2.4.2多光组组合55
?jvuTS 2 2.5单透镜57
gC_KT,=H; 2.5.1单个折射球面的主点57
Q/h-Kh mz 2.5.2单
透镜的基点与基面58
BJg 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
.F$cR^i5u 2.6光学系统中的光束限制62
0x^lHBYc 2.6.1光阑及其作用62
yGV>22vv
M 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
f)r6F JLU 2.6.3视场光阑65
x2OAkkH\]i 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
Cm"S=gV 2.6.5光学系统的景深67
m GJRCK_ 2.6.6远心光路70
`z7,HJ.0c 2.7像差概述72
i;juwc^n} 2.7.1轴上点球差72
Pl2eDv-y 2.7.2单色光轴外像差73
a #9pN?~ 2.7.3色差78
y(^\]-fE 2.8波像差80
cHOC>| 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
pEW~zl 2.9.1近轴光的矩阵表示82
hR.vJ2oa 2.9.2物像矩阵83
u K ,W 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
K7nyQGS 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
!*?9n ^PaF 例题88
59+KOQul6 习题91
N8J(RR9O 第3章光学仪器的基本原理94
h b 8L[ 4 3.1眼睛94
uW!saT5o 3.1.1眼睛的结构94
i1bmUKZ8'L 3.1.2眼睛的调节96
*O _ ^C 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
Jz P0D' 3.1.4眼睛的分辨率98
?a1pO#{Dg 3.2放大镜98
Imq- 5To# 3.2.1放大镜的放大率99
1<*U:W
$g 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
\F""G,AWq{ 3.3显微镜101
o-;/ x) 3.3.1显微镜的成像原理101
64>CfU( 3.3.2显微镜中的光束限制103
Sn'
+~6i 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
j"VDqDDz 3.3.4显微物镜106
33&\E- Q> 3.4望远镜107
i` ay9J8N 3.4.1望远镜的一般特性107
Y4_xV & 3.4.2望远物镜110
]e+&Pxw]e 3.4.3望远镜目镜111
'G>9 iw 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
K CH `=lX 3.5摄影系统118
p UW7p 3.5.1摄影物镜的光学特性118
3=*ur( Qy 3.5.2摄影物镜的景深120
Z/|=@gpw 3.5.3摄影物镜的类型121
^6LnB#C& 3.6现代光学系统122
@~UQU)- ( 3.6.1激光光学系统122
xH }bX- m 3.6.2傅里叶变换光学系统128
8%xBSob{j 3.6.3线性成像物镜131
Bvh{|tP4 习题133
[9#zE URS 第二篇物 理 光 学
_aJKt3GQ 第4章光的电磁理论137
,H^! G\ 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
A
r>B L2@ 4.1.1电磁波谱137
c&
bms)Jwa 4.1.2电磁场基本方程138
evNe6J3 4.2光波在各向同性介质中的传播141
]]3rSXs2}J 4.2.1波动方程141
(Nv -wU 4.2.2时谐均匀平面波143
s{j A!T} 4.3光波的偏振特性150
x;Slv(|M 4.3.1光波的偏振态150
YhqMTOw 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
y~VI,82* 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
Chx+p&! 4.4.1反射定律、折射定律154
2% OAQ( 4.4.2菲涅耳公式156
,CuWQ'H 4.4.3反射率和透射率160
}&= =;7,O 4.4.4全反射与临界角164
3d olrW 4.5光波场的频率谱168
4z9lk ^#"X 4.5.1光波场的时间频率谱168
&ODo7@v`1 4.5.2光波场的空间频率谱173
3wcF R0f 4.6球面光波和柱面光波176
?( z"U b] 4.6.1球面光波176
m]vV.pwv 4.6.2柱面光波177
FouN}X6 例题178
cUdS{K&K 习题181
sf# px|~9 第5章光的干涉184
E-F R
w 5.1光干涉的条件184
!6@ 'H4cb= 5.1.1光的干涉现象184
M} f(-,9 5.1.2光干涉的条件185
\iP@|ay9 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
m8e()8lZ3 5.2双光束干涉189
X J)Y-7c 5.2.1分波面双光束干涉189
\g
h |G 5.2.2分振幅双光束干涉193
x;\/Xj ; 5.3多光束干涉200
={V@Y-5T 5.3.1平行平板的多光束干涉200
Ki7t?4YE 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
(/,l0 5.4光学薄膜208
slUi)@ b 5.4.1单层光学薄膜208
6)P.wW 5.4.2多层光学薄膜210
)|^8`f 5.4.3光学薄膜的应用214
W I MBw mg 5.4.4高反射率的测量217
o[fg:/5)A 5.5典型的干涉仪及其应用219
7v)p\#- 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
j%^4
1 y 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
# 8yo9g6 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
lG%697P 5.6光的相干性227
|%mZ|,[ 5.6.1光的空间相干性227
Lhe& 5.6.2光的时间相干性232
lw.[qP 例题235
aekke//y 习题238
wWiYxBeN 第6章光的衍射243
4OpzGZ4+ 6.1光的衍射现象243
{\P%J:s#9 6.2衍射的基本原理244
&tvp)B?cWk 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
ck5cO-1>6 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
/lu|FWbEw 6.2.3衍射的巴比涅原理250
* 4}NLUVX 6.3夫琅禾费衍射250
yb ?Pyq.D 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
zqXF`MAB= 6.3.2矩孔衍射251
FiUwy/,Z V 6.3.3单缝衍射255
wC ruj`$ 6.3.4圆孔衍射256
bvB', yBZ 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
#S'uqP! 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
Z?!AJY 6.4.2成像系统的分辨率261
}&e HU 6.5夫琅禾费多缝衍射264
L-C^7[48= 6.5.1强度分布公式264
zI jfx K 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
10 *Tk 8 6.6衍射光栅270
fe98 Y-e 6.6.1光栅的分光性能270
9&A O 6.6.2闪耀光栅273
'yq?xlIj 6.6.3波导光栅275
%HoD)OJe 6.7菲涅耳衍射278
e'G=.: 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
A@)Q-V8*9s 6.7.2菲涅耳波带片282
iC=>wrqY> 6.7.3菲涅耳直边衍射285
o
/[7Vo 6.8全息术290
;M4[Liw~O 6.8.1全息术的原理291
] Z8u0YtM) 6.8.2全息术的特点293
3W GE T[3 6.8.3全息术的应用293
8Sj<,+XFq 例题296
c]aU}[s1 习题299
[Tp?u8$p` 第7章晶体光学302
qpYgTn8l7 7.1介电张量302
`?(J(H 7.1.1各向异性介质的介电张量302
]B=*p0~j^n 7.1.2介电张量的对称性304
*YvtT (Gt 7.2单色平面波在晶体中的传播306
w.(W G+ 7.2.1相速度和光线速度306
uH%b rbrU 7.2.2菲涅耳公式309
LkS tU) 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
ION o&~-l 7.3.1晶体的光学分类311
(4/"uj5 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
zdrP56rzZ 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
B=& [Z2 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
_uMG?Sbx 7.4晶体光学性质的图形表示318
*m+F Myr 7.4.1折射率椭球318
ISs &1`Y 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
f^B8!EY#: 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
>,]a>V 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
p7;K] AW 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
u0&R*YV 7.5.3斯涅耳作图法329
9u{[e" 7.6偏振器和补偿器332
mnK<5KLg1 7.6.1偏振器332
)LFbz#;Y 7.6.2波片338
3Z9Yzv)A 7.6.3补偿器341
C?gqX0[ q 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
9S@x 7.7.1偏振光的矩阵表示343
M1- tRF 7.7.2正交偏振345
DPxx9lN_rx 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
5.{= O p! 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
XKky-LeJ 7.8偏振光的干涉351
}'eef"DJ9 7.8.1平行偏振光的干涉351
e&VC }%m 7.8.2会聚光的偏光干涉354
$`3yImv+w 7.9电光效应357
O|8@cO 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
M> WWP3 7.9.2电光张量357
5S!#^>_ 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
#RR;?`,L} 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
|> STb\ 7.9.5横向泡克尔效应363
{L7 Pha
7.9.6电光效应的应用364
K-TsSW$} 7.10声光效应369
!\R5/-_ UU 7.10.1声光衍射369
Dnw^H. 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
?g+3 URpK 7.10.3布拉格衍射371
zU&Iy_Ke. 7.10.4声光效应的应用373
VtLRl 0/ 7.11旋光现象375
#ay/V lD@ 7.11.1旋光现象的观察和规律375
O^8ZnN_+ 7.11.2旋光现象的解释377
^t4^gcoZ4Z 7.12磁致旋光效应 379
g@>llv e{ 7.12.1法拉第效应379
lu"0\}7X 7.12.2法拉第效应的应用381
:VlA2Ih&q 例题383
u>l t} 0 习题388
Eu(Qe ST\ 第8章光的吸收、色散和散射391
. J O3# 8.1光与物质相互作用的经典理论391
md+pS"8o; 8.1.1经典理论的基本方程392
}jC O@v; 8.1.2介质的复折射率393
Gb `)d 8.2光的吸收396
lg-_[!4Z 8.2.1光吸收定律396
Nq`;\E. M 8.2.2一般吸收与选择吸收397
$8eiifj 8.2.3吸收光谱399
1}wDc$ O 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
N=1ue `i 8.3光的色散403
gW~T{+ f 8.3.1正常色散与反常色散404
qBBC nT 8.3.2光孤子406
s oY\6mHio 8.4光的散射407
<7 U~0@<Y 8.4.1线性散射408
rk1,LsZVS 8.4.2非线性散射413
, EEAxmf 例题417
.|[{$&B 习题418
]? =87w 第9章现代光学技术简介420
NRtH?&7 9.1航天光学遥感420
`YqtI/-w 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
wx3_?8z/O 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
h<%$?h+} 9.1.3航天光学遥感的发展426
PSq ?8. 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
LhLAQ2~ 9.2自适应光学430
gvT}UNqL 9.2.1自适应光学的概念430
]`$yY5 &W0 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
5wV J.B~s 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
Hdew5Xn(: 9.2.4自适应光学技术应用举例437
%evb.h) 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
D{ B?2}X 9.3红外与微光成像442
* `+zf7-f 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
G"F O%3&| 9.3.2红外热成像技术443
%9>w|%+;U+ 9.3.3微光成像技术448
,A` | jF 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
95'+8*YCY 9.4瞬态光学456
5T#v & 9.4.1高速摄影456
&q<k0_5Q 9.4.2超短脉冲激光技术460
=|i_T%a 9.5光学信息处理462
k)I4m.0a5 9.5.1光学信息处理的基本原理462
ys=}
V| 9.5.2光学信息处理的应用举例465
_"
9 q(1 9.5.3空间光调制器469
b+qd'
,.Z 9.5.4小结472
Am*IC?@tq 9.6微光学472
jaEe$2F2 9.6.1微光学的基本概念472
+w]#26`d 9.6.2微光学元件和系统的设计474
tR>zBh_b 9.6.3微光学元件加工技术475
p48enH8 CO 9.6.4微光学元件的应用483
[>v1JN 9.6.5我国在微光学方面的研究486
l-%] f]> 9.7单片光电集成486
y-E 'Y=j 9.7.1单片光电集成的概念487
e7GYz7 9.7.2Si基单片OEIC489
n{TWdC 9.7.3GaAs基单片OEIC490
M584dMM 9.7.4InP基单片OEIC491
5/n L[4Z 9.7.5小结494
>Gpq{Ph[ 习题答 案495
I4@XOwl{P 参考文献502
