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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c9\jELO aOq>Ra{T 光学教程 +OFq=M .*u, !1u 作者:叶玉堂
)%q]?@kB 图书详细信息: D6,rb 9 ISBN:7302114617
m~ %\f8w-x 定价:48元
TIg3'au 印次:1-1
}&d@6m] 装帧:平装
fX).A` 出版日期:2005-8-1
%eCbH` 图书简介: w/r
wE 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。
Cf`s:A5<J 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。
5qkG~YO- 前言: }EmNSs`$r 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。
Vx@JP93| 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
^)&d7cSc 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
_tZT 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。
kP9DCDO`[5 编者
5V&3m@d0aq 2005年2月于电子科技大学
"?|sC{'C4j 目录: YC#N],# 第一篇应 用 光 学
]}2+yK 第1章几何光学基础3
F}P+3IaE 1.1几何光学的基本定律3
_}.BZ[i 1.1.1发光点、
光线和光束3
B1>aR 7dsf 1.1.2几何光学的基本定律4
g$s"x r`: 1.1.3全反射5
* 8n0 1.1.4费马原理6
9L;fT5Tp7 1.2物像基本概念7
8 /1 sy.R 1.2.1光学系统与完善像概念7
${^WM}N
1.2.2物和像的概念8
(J8(_MF 1.3球面和球面系统9
[mKPOg-t 1.3.1符号法则9
~"89NVk" 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
DjK:) 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
+^n [B 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
tgy*!B6a~ 1.3.5球面反射镜17
A+*M<W 1.3.6共轴球面系统19
X>^St&B}fC 1.3.7透镜21
VSa\X~ 1.4平面与平面系统23
F$P8"q+ 1.4.1平面反射镜23
ohqi4Y!j/~ 1.4.2平行平板26
_NQMi4 V( 1.4.3反射棱镜28
5Jd(&k8% 1.4.4折射棱镜32
?s[ kUv+= 1.4.5光楔33
LYb@0O<w 1.5光学材料34
n}cjVH5 例题37
/?<o?IR~6 习题39
H^{Eh 第2章理想光学系统42
4 {JoeIRyz 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
7 sv
3=/` 2.1.1理想光学系统的基本特性42
$_NYu 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
R7u &` 2.2理想光学系统的物像关系45
v<
qN-zG 2.2.1图解法求像45
e E:J
2.2.2解析法求像46
@&(0]kZ6 2.3理想光学系统的放大率48
ZYr6Wn 2.3.1放大率48
7}>7@W8 2.3.2节点和节平面49
KECo7i= e 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
OKs1irt5 2.4理想光学系统的组合52
JGl0
(i*| 2.4.1双光组组合52
"NR`{1f:O 2.4.2多光组组合55
d>[=] 2.5单透镜57
34S0W]V 2.5.1单个折射球面的主点57
8,unq3 2.5.2单
透镜的基点与基面58
S-{=4b' 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
A)"?GK{* 2.6光学系统中的光束限制62
.d{@`^dh1] 2.6.1光阑及其作用62
lezX-5Z 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
5Fa.X|R~ 2.6.3视场光阑65
ASA ]7qyO 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
KQGdV{VFs 2.6.5光学系统的景深67
c'#w 8V 2.6.6远心光路70
%0 cFs' 2.7像差概述72
yOHVL~F 2.7.1轴上点球差72
LbCcOkL/@@ 2.7.2单色光轴外像差73
WUnz 2.7.3色差78
>@?!-Fy5 2.8波像差80
Fo\* Cr9D 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
VZhtx) 2.9.1近轴光的矩阵表示82
gEr@L
2.9.2物像矩阵83
*K}h
>b 1 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
klpYtQ 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
_{$eOwB 例题88
b ]A9$- 习题91
QX`Qnk|Y 第3章光学仪器的基本原理94
(%p@G5GU 3.1眼睛94
9BW"^$ 3.1.1眼睛的结构94
O7D aVlln 3.1.2眼睛的调节96
>JOEp0J 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
z)AZ:^!O 3.1.4眼睛的分辨率98
{v3?.a$u 3.2放大镜98
#R^^XG`1 3.2.1放大镜的放大率99
E~]37!,\\9 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
K"fr4xHq 3.3显微镜101
l-/fFy)T 3.3.1显微镜的成像原理101
Zw@=WW[Q`p 3.3.2显微镜中的光束限制103
$)or{Z$& 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
J ZH~ { 3.3.4显微物镜106
LR`]C] 3.4望远镜107
\\U,|}L . 3.4.1望远镜的一般特性107
P|U9f6^3 3.4.2望远物镜110
/[V} 3.4.3望远镜目镜111
2g0_[$[m 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
W"3YA+qpI 3.5摄影系统118
<D}yqq@| 3.5.1摄影物镜的光学特性118
Uw!N;QsC 3.5.2摄影物镜的景深120
qnO>F^itF 3.5.3摄影物镜的类型121
qS|ns'[ 3.6现代光学系统122
*WzvPl$e 3.6.1激光光学系统122
/+
yIcE(&3 3.6.2傅里叶变换光学系统128
a+!r5689 3.6.3线性成像物镜131
C3k[ipCN 习题133
e-E0Bp 第二篇物 理 光 学
hiT&QJB` _ 第4章光的电磁理论137
b+/z,c6w 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
S:=
_o 4.1.1电磁波谱137
Z@1vJH6IbA 4.1.2电磁场基本方程138
Gf<f#.5y
, 4.2光波在各向同性介质中的传播141
=PM6:3aKh 4.2.1波动方程141
Y'&rSHI"
4.2.2时谐均匀平面波143
cPp<+ ts 4.3光波的偏振特性150
qT153dNA& 4.3.1光波的偏振态150
7gnrLc$]O 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
aGz$A15# 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
O yG# 4.4.1反射定律、折射定律154
HI\V29
a 4.4.2菲涅耳公式156
'nQQqx%v 4.4.3反射率和透射率160
fVvB8[(;~ 4.4.4全反射与临界角164
Z%4w{T+[ 4.5光波场的频率谱168
UlD]!5NO 4.5.1光波场的时间频率谱168
;${_eab] 4.5.2光波场的空间频率谱173
n=iL6Yu( 4.6球面光波和柱面光波176
v$d^>+Y# 4.6.1球面光波176
O[<YYL0 4.6.2柱面光波177
\c(Z?`p]R1 例题178
VRQD
习题181
is6M{K3 第5章光的干涉184
Of gmJ(% 5.1光干涉的条件184
^| r6>b 5.1.1光的干涉现象184
:k/Z| 5.1.2光干涉的条件185
sZh| <2 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
9%iv?/o*L 5.2双光束干涉189
P9f,zM- 5.2.1分波面双光束干涉189
k:i}xKu 5.2.2分振幅双光束干涉193
pPH"6
5.3多光束干涉200
ir<K"wi(2 5.3.1平行平板的多光束干涉200
J#) %{k_ 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
HceZT e@ 5.4光学薄膜208
"lnI@t{o 5.4.1单层光学薄膜208
U
UYx-x 5.4.2多层光学薄膜210
/r?EY&9G 5.4.3光学薄膜的应用214
:8LK}TY7 5.4.4高反射率的测量217
d>gN3}tT 5.5典型的干涉仪及其应用219
c`s ]ciC 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
f+V^q4 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
"QLp%B,A 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
u5I#5 5.6光的相干性227
cMZ- 5.6.1光的空间相干性227
]yV,lp 5.6.2光的时间相干性232
rp_Aw 例题235
@!KG;d:l 习题238
h=o%\F4 第6章光的衍射243
iPK:gK3Q 6.1光的衍射现象243
B!AJ* 6.2衍射的基本原理244
c.{t +OR 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
$*qQ/hi 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
e\95X{_' 6.2.3衍射的巴比涅原理250
,/Al' 6.3夫琅禾费衍射250
As+^6 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
e3=-7FU 6.3.2矩孔衍射251
_)a!g-Do7 6.3.3单缝衍射255
N?l 6.3.4圆孔衍射256
EXizRL-9o 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
@$R^-_m 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
#4Ltw,b^ 6.4.2成像系统的分辨率261
d
Z P;f^^ 6.5夫琅禾费多缝衍射264
I*EHZctH 6.5.1强度分布公式264
3FsX3K,_X 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
hOR1RB 6.6衍射光栅270
=y]FcxF 6.6.1光栅的分光性能270
>p>B-m 6.6.2闪耀光栅273
A&UGr971 6.6.3波导光栅275
Q7(I' 6.7菲涅耳衍射278
_r?.%]\. 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
g93Hl& 6.7.2菲涅耳波带片282
I'c
rH/z9 6.7.3菲涅耳直边衍射285
bF c
% 6.8全息术290
qt=nN-AC( 6.8.1全息术的原理291
2|JtRE+ 6.8.2全息术的特点293
@WnW
@'*F 6.8.3全息术的应用293
4Ixu% 例题296
q 1~3T;Il 习题299
ueLdjASJ 第7章晶体光学302
'M=V{.8U 7.1介电张量302
AkA2/7<[ 7.1.1各向异性介质的介电张量302
W;QU6z> 7.1.2介电张量的对称性304
=q<t,U P8 7.2单色平面波在晶体中的传播306
NU(YllPB 7.2.1相速度和光线速度306
i _YJq;( 7.2.2菲涅耳公式309
w'&QNm> 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
Fm`c 7.3.1晶体的光学分类311
iu'At7 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
;hCUy=m. 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
_.+2sm 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
-^WW7 g` 7.4晶体光学性质的图形表示318
66l+cb 7.4.1折射率椭球318
t$(<9 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
sG:tyvln 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
C
o," 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
!w{(}n2Wq 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
[zr2\( 7.5.3斯涅耳作图法329
J9q[u[QZ9O 7.6偏振器和补偿器332
A9kn\U92 7.6.1偏振器332
\PM5B"MDZ 7.6.2波片338
^$~&e :{ 7.6.3补偿器341
MxLi'R= 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
r(p@{L185 7.7.1偏振光的矩阵表示343
j)Y68fKK 7.7.2正交偏振345
2W6t0MgZ 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
)5Ofr-Y 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
!f)^z9QX8 7.8偏振光的干涉351
[f#7~ 7.8.1平行偏振光的干涉351
p.x!dt\1kC 7.8.2会聚光的偏光干涉354
1aS66TS3 7.9电光效应357
WNo< 0|X 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
L
/V;; 7.9.2电光张量357
#s0Wx47~ 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
.aD=d\ 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
u$nYddak 7.9.5横向泡克尔效应363
4nU+Wj?T 7.9.6电光效应的应用364
Ag_I' 7.10声光效应369
%%^by 7.10.1声光衍射369
gbjql+Mx+ 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
\ 3FOI 7.10.3布拉格衍射371
B;^YHWJ6i 7.10.4声光效应的应用373
ySNXjH
Q= 7.11旋光现象375
k*!f@ M 7.11.1旋光现象的观察和规律375
{7+y56[yu 7.11.2旋光现象的解释377
Tu7sA.73k 7.12磁致旋光效应 379
;)' 7.12.1法拉第效应379
z0xw0M+X 7.12.2法拉第效应的应用381
[Q:mLc 例题383
Oi,:q& 习题388
#mW#K
第8章光的吸收、色散和散射391
qTrb)95 8.1光与物质相互作用的经典理论391
-"/l)1ox, 8.1.1经典理论的基本方程392
qExmf%q:q 8.1.2介质的复折射率393
`Uy4> ? 8.2光的吸收396
DH'0# 8.2.1光吸收定律396
'<% ;Nv 8.2.2一般吸收与选择吸收397
7cly{U" 8.2.3吸收光谱399
`m=u2kxY 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
/4Jm]" 8.3光的色散403
Y<[jUe`O; 8.3.1正常色散与反常色散404
%C~LKs5oH 8.3.2光孤子406
/=~o|-n8@ 8.4光的散射407
TY]-L1$ 8.4.1线性散射408
o 76QQ+hP 8.4.2非线性散射413
} .'\IR 例题417
z-`-0@/A$ 习题418
w0YV87 第9章现代光学技术简介420
mH5[(? 9.1航天光学遥感420
T5? eb" 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
BiCC72oig 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
CINC1Ll_24 9.1.3航天光学遥感的发展426
t{o&$s93 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
G ,?l
o=m 9.2自适应光学430
GcCMCR3 9.2.1自适应光学的概念430
&]P1IQ 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
*$v`5rP 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
48"=,IrM 9.2.4自适应光学技术应用举例437
-/gAb<= 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
M\)(_I)V= 9.3红外与微光成像442
)sG/H8 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
CZ}%\2>-v 9.3.2红外热成像技术443
N9X`81)t 9.3.3微光成像技术448
2y@y<38 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
9t o2V 9.4瞬态光学456
]n (:X 9.4.1高速摄影456
>%Nqgn$V 9.4.2超短脉冲激光技术460
2/.I6IbL 9.5光学信息处理462
Xi"<'E3_ 9.5.1光学信息处理的基本原理462
KdU&q+C^ 9.5.2光学信息处理的应用举例465
,'^^OLez 9.5.3空间光调制器469
oV=~Q#v 9.5.4小结472
8 rA'd 9.6微光学472
{>8u/ 9.6.1微光学的基本概念472
hH*/[|z 9.6.2微光学元件和系统的设计474
4j VFzO%. 9.6.3微光学元件加工技术475
Z!SFJ{ 9.6.4微光学元件的应用483
Ub| -Q 9.6.5我国在微光学方面的研究486
7B8.;0X$W 9.7单片光电集成486
cH{[\F"Eb 9.7.1单片光电集成的概念487
-A)XYz
9.7.2Si基单片OEIC489
'c&S%Ra[3G 9.7.3GaAs基单片OEIC490
VMgO1-F 9.7.4InP基单片OEIC491
wh)Ujgd 9.7.5小结494
SVj4K\F 习题答 案495
<6[P5> 参考文献502