光学专业书籍推荐:第一本《光学教程》,出版日期:2005-8-1。
la{:RlW yt#;3
xgw)`>p,W U.sPFt 光学教程 ='||BxB K1{nxw!` 作者:叶玉堂
?RAR 图书详细信息: *RE-K36m|u ISBN:7302114617
`}Zbfe~ 定价:48元
r@ *A 印次:1-1
+=04X F: 装帧:平装
ymVd94L 出版日期:2005-8-1
U;dt-3?=.h 图书简介: ?D 9#dGK 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。
w^6N
:]d 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。
IMw)X0z 前言: #$rT 4Nc; 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。
*H<g9<Dn 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
JkDZl?x5 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
HD^~4\% 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。
!w\;Q8irN 编者
f9=X7"dzP 2005年2月于电子科技大学
/;m!>{({) 目录: . pEeR 第一篇应 用 光 学
kAQ Zj3P] 第1章几何光学基础3
{h+E&u[zL 1.1几何光学的基本定律3
;4#8#; 1.1.1发光点、
光线和光束3
NJ!#0[@C 1.1.2几何光学的基本定律4
q x }fn/: 1.1.3全反射5
bjX$idL 1.1.4费马原理6
i4Cb&h^ 1.2物像基本概念7
`%I{l 1.2.1光学系统与完善像概念7
#/=yz<B 1.2.2物和像的概念8
#IA(*oM 1.3球面和球面系统9
!0+Ex
F 1.3.1符号法则9
=zGz|YI*? 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
n.>'&<H>9 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
HCy} '}d 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
MpvA-- 1.3.5球面反射镜17
&b8D'XQu 1.3.6共轴球面系统19
Ybg`Z 1.3.7透镜21
~i#xjD5 1.4平面与平面系统23
A0sW 9P6F 1.4.1平面反射镜23
j !n> d 1.4.2平行平板26
rmoEc]kt] 1.4.3反射棱镜28
)yAPYC 1.4.4折射棱镜32
R6.#gb8^oS 1.4.5光楔33
[cs8/Q8+ 1.5光学材料34
Vs(Zs[ 例题37
_j
tS-CnO 习题39
L, GtIZkE 第2章理想光学系统42
LA0x6E+I 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
N Uml" 2.1.1理想光学系统的基本特性42
G\AQql(f4 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
f|E'eFrFk 2.2理想光学系统的物像关系45
v> PHn69PU 2.2.1图解法求像45
CU&,Kq@ 2.2.2解析法求像46
GQNiBsV 2.3理想光学系统的放大率48
U2u>A
r 2.3.1放大率48
.H.v c_/ 2.3.2节点和节平面49
^yZEpQN_ 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
%/C[\wp81 2.4理想光学系统的组合52
q0<`XDD` 2.4.1双光组组合52
Tr!X2#)A! 2.4.2多光组组合55
KPqI( 2.5单透镜57
:M`BVZ1t 2.5.1单个折射球面的主点57
5E|2S_)G 2.5.2单
透镜的基点与基面58
i*>yUav" 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
_xsYcw~) 2.6光学系统中的光束限制62
[D\AVx& 2.6.1光阑及其作用62
!d_A? q'hN 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
t$|6}BX 2.6.3视场光阑65
aoX$,~oI5 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
6*Qpq7Ml 2.6.5光学系统的景深67
i i
Y[ 2.6.6远心光路70
SQx):L)P6 2.7像差概述72
2G;d2LR: 2.7.1轴上点球差72
'M/&bu r 2.7.2单色光轴外像差73
s:H1v&t,< 2.7.3色差78
+ k:?;ZG 2.8波像差80
gQwmYe 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
ocUu 2.9.1近轴光的矩阵表示82
SO"P3X 2.9.2物像矩阵83
@I:&ozy }= 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
(1vS)v
$L 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
"(GeW286k 例题88
=G6@:h= 习题91
nX'.'3 第3章光学仪器的基本原理94
!y.7"G* 3.1眼睛94
r>o6}Mx$ 3.1.1眼睛的结构94
:f:C*mYvu 3.1.2眼睛的调节96
v<W++X7z 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
`Fr$q1qae{ 3.1.4眼睛的分辨率98
*^()el,d 3.2放大镜98
471}'3 3.2.1放大镜的放大率99
-`&;3
7 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
gX<C-y6o 3.3显微镜101
pDQ,v" 3.3.1显微镜的成像原理101
vD t?N9 3.3.2显微镜中的光束限制103
gw:BKR'o 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
P])O\<)J 3.3.4显微物镜106
Sq>UMfl& 3.4望远镜107
@}:(t{>;e7 3.4.1望远镜的一般特性107
;p8xL)mUP 3.4.2望远物镜110
00+5a
TrE 3.4.3望远镜目镜111
TuL(
/ 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
*6DKUCA/ 3.5摄影系统118
3@*8\ 3.5.1摄影物镜的光学特性118
uQCS%|8C 3.5.2摄影物镜的景深120
yFjSvm6 3.5.3摄影物镜的类型121
fmh]Y/UC 3.6现代光学系统122
62) F 3.6.1激光光学系统122
vr$[ 3.6.2傅里叶变换光学系统128
'1<QK 3.6.3线性成像物镜131
; V8 =B8w 习题133
gC.T5,tn 第二篇物 理 光 学
zuw6YY8kQ 第4章光的电磁理论137
I]58;|J 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
FU zY&@Y 4.1.1电磁波谱137
cqDnZ`|6 4.1.2电磁场基本方程138
IV76#jL 4.2光波在各向同性介质中的传播141
Sj\8$QIXC 4.2.1波动方程141
zQ~nS 4.2.2时谐均匀平面波143
t"Rn#V\c." 4.3光波的偏振特性150
Ox RzKT 4.3.1光波的偏振态150
W;7cF8fu4 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
eo!{rs@f 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
ja2LXM 4.4.1反射定律、折射定律154
~<-i7uM 4.4.2菲涅耳公式156
oID,PB*9 4.4.3反射率和透射率160
3f0RMk$pH 4.4.4全反射与临界角164
f`cO5lP/:) 4.5光波场的频率谱168
JXrMtSp\ 4.5.1光波场的时间频率谱168
``{xm1GK 4.5.2光波场的空间频率谱173
NR" Xn7G 4.6球面光波和柱面光波176
}/=_ 4.6.1球面光波176
i{.!1i: 4.6.2柱面光波177
G"]'`2.m 例题178
:|bPr_&U$ 习题181
gU:jx 第5章光的干涉184
Onao'sjY 5.1光干涉的条件184
yd$y\pN=< 5.1.1光的干涉现象184
sHNt>5p 5.1.2光干涉的条件185
xpae0vw 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
UWz<~Vy 5.2双光束干涉189
HjrCX>v 5.2.1分波面双光束干涉189
umY4tNe]$ 5.2.2分振幅双光束干涉193
5^qI6
U 5.3多光束干涉200
GKX#-zsh79 5.3.1平行平板的多光束干涉200
$4m{g"xL 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
#-{4F?DA]y 5.4光学薄膜208
D?$f[+ 5.4.1单层光学薄膜208
RaR$lcG+iY 5.4.2多层光学薄膜210
ral0@\T 5.4.3光学薄膜的应用214
-70Ut
4B 5.4.4高反射率的测量217
7+fFKZFKF 5.5典型的干涉仪及其应用219
|2Q;SaI^\ 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
MOXDR 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
278
6tZF, 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
mU;TB%#) 5.6光的相干性227
<Fi/! 5.6.1光的空间相干性227
c}QjKJ-c 5.6.2光的时间相干性232
g94NU
X 例题235
(fC [Y 习题238
:2La, 第6章光的衍射243
f -bVcWI 6.1光的衍射现象243
P:=3;d{v 6.2衍射的基本原理244
I%|W
O*x 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
}2}hH0R 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
h/d&P 6.2.3衍射的巴比涅原理250
J*.qiUAgW 6.3夫琅禾费衍射250
dLLF#N 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
bV}43zI. 6.3.2矩孔衍射251
M^a QH/=:" 6.3.3单缝衍射255
.pZwhb 6.3.4圆孔衍射256
u>}k+8~ 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
m8.sHw 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
_rOKif?5 6.4.2成像系统的分辨率261
bPWIf*3# 6.5夫琅禾费多缝衍射264
Y<l{DmrsA 6.5.1强度分布公式264
b2hB'!m 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
rk `x81 6.6衍射光栅270
]*?qaIdqu 6.6.1光栅的分光性能270
M '[.ay 6.6.2闪耀光栅273
D3$}S{Yw1 6.6.3波导光栅275
88G Q F 6.7菲涅耳衍射278
X2~>Z^,
U 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
Ygr1 S(= 6.7.2菲涅耳波带片282
C*=#=.~~{ 6.7.3菲涅耳直边衍射285
U\P ;,o 6.8全息术290
p3&w/K{L6w 6.8.1全息术的原理291
\f.ceh;! 6.8.2全息术的特点293
ZdfIe~Oni 6.8.3全息术的应用293
mJl|dk_c 例题296
|d&a&6U: 习题299
ULj'DzlfH 第7章晶体光学302
ex1b jM7 7.1介电张量302
1 %K^(J; 7.1.1各向异性介质的介电张量302
[;%qxAB/_ 7.1.2介电张量的对称性304
#)z_TM07P 7.2单色平面波在晶体中的传播306
lUbQ@7a<' 7.2.1相速度和光线速度306
qdWsP9}q 7.2.2菲涅耳公式309
%[b~4,c1 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
=otJf~ 7.3.1晶体的光学分类311
?"\X46Gz; 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
yc?+L;fN 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
adRvAq]mA 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
@Pb!:HeJE 7.4晶体光学性质的图形表示318
`L /\F, 7.4.1折射率椭球318
n]jZ2{g+ 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
k%Jv%m}aB 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
y
~7]9?T 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
lku}I4 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
eKsc [" 7.5.3斯涅耳作图法329
fo@2@ 7.6偏振器和补偿器332
{
<f]6 7.6.1偏振器332
0j@gC0xu)| 7.6.2波片338
v@(Y:\> 7.6.3补偿器341
Ey4%N`H-^ 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
v47Y7s:uQ 7.7.1偏振光的矩阵表示343
=J:6p-\* 7.7.2正交偏振345
b S[;d5 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
W{B)c?G] 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
S2T~7- 7.8偏振光的干涉351
* EY^t= 7.8.1平行偏振光的干涉351
)2~Iqzc4 7.8.2会聚光的偏光干涉354
}}y~\TB~} 7.9电光效应357
KF(N=?KO 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
w,f1F;!q1 7.9.2电光张量357
JI##l:,7r 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
wa7) 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
pCb3^# &o 7.9.5横向泡克尔效应363
ziPE(B 7.9.6电光效应的应用364
JL.noV3q$ 7.10声光效应369
I:?1(.kd2- 7.10.1声光衍射369
qRC-+k:
7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
g:V8"' 7.10.3布拉格衍射371
b+7!$ 7.10.4声光效应的应用373
9O1#% 7.11旋光现象375
5'*v-l,[ 7.11.1旋光现象的观察和规律375
g?-HAk6 7.11.2旋光现象的解释377
>LS*G
qjq 7.12磁致旋光效应 379
FyY<Vx'yQ 7.12.1法拉第效应379
6_1v~# 7.12.2法拉第效应的应用381
6d4)7PL 例题383
jG~zpZh 习题388
)4u6{-|A 第8章光的吸收、色散和散射391
Twl>Pn> 8.1光与物质相互作用的经典理论391
98O0M#|d 8.1.1经典理论的基本方程392
walQo^< 8.1.2介质的复折射率393
1HPYW7jk@" 8.2光的吸收396
D}YAu,<K 8.2.1光吸收定律396
b9FfDDOq" 8.2.2一般吸收与选择吸收397
2g?O+'JD 8.2.3吸收光谱399
*% 6NuZ 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
vOMmsU F 8.3光的色散403
q3Tp/M. 8.3.1正常色散与反常色散404
%VZQX_ 8.3.2光孤子406
"eRf3Q7w: 8.4光的散射407
1T96W :
8.4.1线性散射408
p{c+ +P5 8.4.2非线性散射413
%uA\Le 例题417
uj
6dP 习题418
&\[3m^L 第9章现代光学技术简介420
>d1gVBhk 9.1航天光学遥感420
k(As^'> 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
Rd#V,[d 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
*}\}@0% 9.1.3航天光学遥感的发展426
T;{M9W+ 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
2pu8')'P 9.2自适应光学430
Ro1b (+H 9.2.1自适应光学的概念430
@!;EW
R] 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
O:K={#Xj 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
-^a?]`3_v 9.2.4自适应光学技术应用举例437
q].n1w[ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
_@-D/g 9.3红外与微光成像442
fYv= yP~ 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
5yC$G{yV 9.3.2红外热成像技术443
5 *w
a 9.3.3微光成像技术448
\*24NB 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
UBN^dbP* 9.4瞬态光学456
gtizgUS7 9.4.1高速摄影456
u>e4;f`F 9.4.2超短脉冲激光技术460
F%<hng%k 9.5光学信息处理462
)}{V#,xz@ 9.5.1光学信息处理的基本原理462
*C>B-j$ 9.5.2光学信息处理的应用举例465
H?ZlJ|/c 9.5.3空间光调制器469
e@B+\1 9.5.4小结472
3)5Gzn 9.6微光学472
X}!r4<;( 9.6.1微光学的基本概念472
)qi/> GR, 9.6.2微光学元件和系统的设计474
o'9K8q\1 9.6.3微光学元件加工技术475
_9@D o6 9.6.4微光学元件的应用483
HC'k81Q 9.6.5我国在微光学方面的研究486
u2p5*gzZ 9.7单片光电集成486
>%v w(pt 9.7.1单片光电集成的概念487
aahAUhF 9.7.2Si基单片OEIC489
86.LkwlqoH 9.7.3GaAs基单片OEIC490
5)%bnLxn 9.7.4InP基单片OEIC491
KZK9|121 9.7.5小结494
fevLu[, 习题答 案495
}4
p3m] 参考文献502