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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*w,gi.Y3 "{xv|C<*n 光学教程 # E@i @'T h4i $z-! 作者：叶玉堂
twS3J)UH 图书详细信息： O o .Qz
ISBN：7302114617
Z69 IHA[ 定价：48元
m
=F@CA~C 印次：1-1
?7ZlX?D[ 装帧：平装
N6 8>` 出版日期：2005-8-1
$NRb' 图书简介： .*7UT~o=CS 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。
~8{3Fc 0 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。
e>Y2q|S85 前言： u\? u 4 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。
-ix1<e 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。
-B(K Q T,J 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!
\8aF(Y^H 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。
>7q,[:(gs 编者
kweTK]mT 2005年2月于电子科技大学
28yx X431S 目录： dw!E ao47 第一篇应 用 光 学
*
XG Bym 第1章几何光学基础3
;O11)u?/s| 1.1几何光学的基本定律3
I *2rS_i[T 1.1.1发光点、
光线和光束3
[![ (h % 1.1.2几何光学的基本定律4
"-:\-sMt{ 1.1.3全反射5
ljON_* 1.1.4费马原理6
='>UKy[= 1.2物像基本概念7
;qK6."b`; 1.2.1光学系统与完善像概念7
=1[g `b 1.2.2物和像的概念8
+eXfT*=u5 1.3球面和球面系统9
Acv{XnB 1.3.1符号法则9
rv%[?Ml 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
d~ 8~RT2m 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
ptQ (7N 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
(*BW/.Fq 1.3.5球面反射镜17
-=IM8Dny 1.3.6共轴球面系统19
7# 3)&"j
1.3.7透镜21
:n9^:srGZH 1.4平面与平面系统23
;P~S/j[ 8 1.4.1平面反射镜23
e6'O,\ 1.4.2平行平板26
!
fc) 1.4.3反射棱镜28
3Q)>gh* 1.4.4折射棱镜32
-P&e4sV{ 1.4.5光楔33
= h( n+y< 1.5光学材料34
gV kI=J 例题37
vD vGT <d 习题39
V/e_:xECC 第2章理想光学系统42
AgJ~6tK 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
KLW+ &.re8 2.1.1理想光学系统的基本特性42
x v l 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
X+8p2xSO| 2.2理想光学系统的物像关系45
,ua1xsZl& 2.2.1图解法求像45
f tDV 3If 2.2.2解析法求像46
V p{5Kxq 2.3理想光学系统的放大率48
#+k[[; 0 2.3.1放大率48
Jo <6M' 2.3.2节点和节平面49
*xP:7K 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
2,0F8=L 2.4理想光学系统的组合52
,+.#
eg 2.4.1双光组组合52
eUlb6{!y? 2.4.2多光组组合55
Jx w<* 2.5单透镜57
eS:e#> ( 2.5.1单个折射球面的主点57
U^\~{X 2.5.2单
透镜的基点与基面58
Q;nr=f7Ys 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
It-*CD9
2.6光学系统中的光束限制62
F\bI6gj 2.6.1光阑及其作用62
xS1|Z|& 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
EQC 2.6.3视场光阑65
=i?,y +< 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
zX `RN )C 2.6.5光学系统的景深67
/|AuI qW 2.6.6远心光路70
>~~\==". 2.7像差概述72
B$EP'5@b 2.7.1轴上点球差72
|0p'p$% 2.7.2单色光轴外像差73
?UDO%`X 2.7.3色差78
^^uD33@_ 2.8波像差80
"~
stZ. 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
~7'.{VrU 2.9.1近轴光的矩阵表示82
H_nJST<v` 2.9.2物像矩阵83
MDt?7c 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
o #/iR]3 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
sb.SpF>
例题88
d.o FlT 习题91
?Nql7F4 第3章光学仪器的基本原理94
c@M@t0WT[ 3.1眼睛94
$t'I*k^N 3.1.1眼睛的结构94
HH@xn d 3.1.2眼睛的调节96
8Oh3 iO 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
1s[-2^D+EM 3.1.4眼睛的分辨率98
HYmXPpse 3.2放大镜98
);H[lKy 3.2.1放大镜的放大率99
k Z%W?# 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
\;gt&*$- 3.3显微镜101
*PU,Rc()6 3.3.1显微镜的成像原理101
Z]\^.x9S 3.3.2显微镜中的光束限制103
E,yK` mPp^ 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
(OQ
@!R& 3.3.4显微物镜106
q.{/{9 3.4望远镜107
\w[%n 0 3.4.1望远镜的一般特性107
1:UC\ WW 3.4.2望远物镜110
F:GKnbY 3.4.3望远镜目镜111
@A'1D@f# 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
w8I&:"^7< 3.5摄影系统118
5V8C+k) 3.5.1摄影物镜的光学特性118
Qp&yS U8 3.5.2摄影物镜的景深120
SJ^?D8 3.5.3摄影物镜的类型121
7#qL9+G 3.6现代光学系统122
b)^ZiRW`` 3.6.1激光光学系统122
{
BL 1j 3.6.2傅里叶变换光学系统128
n3j h\ 3.6.3线性成像物镜131
<W')
~o} 习题133
)^f
Q@C8 第二篇物 理 光 学
^oO5t-9<! 第4章光的电磁理论137
qFbUM; 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
)uu EOF"w 4.1.1电磁波谱137
8;&S9'ci 4.1.2电磁场基本方程138
l0xFt
~l 4.2光波在各向同性介质中的传播141
>ImM~SR) 4.2.1波动方程141
B/kn&^z$|~ 4.2.2时谐均匀平面波143
v1g5( 4.3光波的偏振特性150
f<p4Pkv 4.3.1光波的偏振态150
~9YA!48 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
F>(#Af9 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
i9k]Q(o 4.4.1反射定律、折射定律154
y$V)^-U>fw 4.4.2菲涅耳公式156
~<OjXuYu 4.4.3反射率和透射率160
05I39/T% 4.4.4全反射与临界角164
:P~&
b P 4.5光波场的频率谱168
'oQP:*Btl3 4.5.1光波场的时间频率谱168
G5y 4.5.2光波场的空间频率谱173
Mr,y| 4.6球面光波和柱面光波176
bR z^= 4.6.1球面光波176
4{WV 4.6.2柱面光波177
^J~A+CEf"W 例题178
?i EXFYJG 习题181
;s. 5\YZ"k 第5章光的干涉184
)-:eQ{st` 5.1光干涉的条件184
|$?Ux ,(6 5.1.1光的干涉现象184
7r[ % | : 5.1.2光干涉的条件185
PeUd 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
Yj7= T%5 5.2双光束干涉189
|iUfM3 5.2.1分波面双光束干涉189
[^}>AC*im 5.2.2分振幅双光束干涉193
s?x>Yl
% 5.3多光束干涉200
%i
-X@.P 5.3.1平行平板的多光束干涉200
Hu(flc+z" 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
6Vbv$ AU 5.4光学薄膜208
m|2]lb 5.4.1单层光学薄膜208
&Pg- |Ql 5.4.2多层光学薄膜210
iVi3 :7* 5.4.3光学薄膜的应用214
)cqDvH 5.4.4高反射率的测量217
U Q.D!q 5.5典型的干涉仪及其应用219
QJIItx4hE 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
;.Oh 88|k 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
Tb0;Mbr 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
:&0yf;>v 5.6光的相干性227
`KJYm|@ i 5.6.1光的空间相干性227
-wRyMY_ D 5.6.2光的时间相干性232
L+~YCat|$U 例题235
7?! Z+r 习题238
P-OPv%jyi 第6章光的衍射243
Ei9_h
6.1光的衍射现象243
Op/79 ]$ 6.2衍射的基本原理244
f{^M.G@ 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
L_lDFF 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
m,gy9$ 6.2.3衍射的巴比涅原理250
0fPHh>u 6.3夫琅禾费衍射250
/#qs(!
d 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
Rw/JPC" 6.3.2矩孔衍射251
[71#@^ye 6.3.3单缝衍射255
k BiBXRt 6.3.4圆孔衍射256
x*R8^BA]pR 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
1n tkM? 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
!&a;P,_Fb 6.4.2成像系统的分辨率261
\n*7# aX/ 6.5夫琅禾费多缝衍射264
/y9J) lx 6.5.1强度分布公式264
I)XOAf$6 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
EAD0<I<>
6.6衍射光栅270
% L ># 6.6.1光栅的分光性能270
Od!F: < 6.6.2闪耀光栅273
dm,}Nbc91( 6.6.3波导光栅275
JIP+ !2 6.7菲涅耳衍射278
j
FPU
zB" 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
ia^%Wg7 6.7.2菲涅耳波带片282
rW FcIh 5 6.7.3菲涅耳直边衍射285
5w,Z 7I8 6.8全息术290
#6N+5Yx_[ 6.8.1全息术的原理291
4z9#M;q T 6.8.2全息术的特点293
aVQSN 6.8.3全息术的应用293
(zs4#ja2, 例题296
ljYpMv.>xG 习题299
q[) q|R| 第7章晶体光学302
|k`f/* 7.1介电张量302
b.R!2]T]i^ 7.1.1各向异性介质的介电张量302
g= FDm* 7.1.2介电张量的对称性304
2JiAd*WK 7.2单色平面波在晶体中的传播306
RG l=7^M 7.2.1相速度和光线速度306
b46[fa 7.2.2菲涅耳公式309
~_ u*\]- 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
"?.'{,Q 7.3.1晶体的光学分类311
Z;GIlgK9 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
#+K
Kvk 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
&2io^A P 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
>bfYy=/ 7.4晶体光学性质的图形表示318
([,vX"4 7.4.1折射率椭球318
OU,PO2xX9 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
n5Nan
7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
8_a$kJJ2 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
%@}o'=[ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
KE/- VjZu 7.5.3斯涅耳作图法329
rU=b?D)n!w 7.6偏振器和补偿器332
Mw"xm9(Q 7.6.1偏振器332
.M9d*qp`S 7.6.2波片338
j+DE|Q&]I 7.6.3补偿器341
eyeN rk*2o 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
K*R)V/B/l 7.7.1偏振光的矩阵表示343
]d@^i)2LF 7.7.2正交偏振345
OUEI~b1 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
J [ YtA 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
Gb(C#,xbK 7.8偏振光的干涉351
r0\ cc6 7.8.1平行偏振光的干涉351
_0'm4?" 7.8.2会聚光的偏光干涉354
}>MP{67Dm 7.9电光效应357
hLb;5u&!kW 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
vk
@%R 7.9.2电光张量357
D
JLi ZS 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
L5"8G,I 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
M{`/f@z( 7.9.5横向泡克尔效应363
T-4/d5D[ 7.9.6电光效应的应用364
^FP}
qW~;9 7.10声光效应369
zRwb" 7.10.1声光衍射369
Yim{U :F 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
]43al f F# 7.10.3布拉格衍射371
^)&Ly_xrU 7.10.4声光效应的应用373
i 8l./Yt/ 7.11旋光现象375
-Y*VgoK% 7.11.1旋光现象的观察和规律375
&qJPwO 7.11.2旋光现象的解释377
;% 2wGT 7.12磁致旋光效应 379
s %eyW _ 7.12.1法拉第效应379
iM:yX=>a 7.12.2法拉第效应的应用381
8 YNu< 例题383
=%!e(N'p 习题388
Ne3R.g9;Z 第8章光的吸收、色散和散射391
*_`76`cz%X 8.1光与物质相互作用的经典理论391
A0G)imsW:_ 8.1.1经典理论的基本方程392
q5Fs )B 8.1.2介质的复折射率393
bf& }8I$ 8.2光的吸收396
(2UW_l 8.2.1光吸收定律396
L2KG0i`+ 8.2.2一般吸收与选择吸收397
z< z*Wz 8.2.3吸收光谱399
EQ4#fAM) 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
E E+`i % 8.3光的色散403
M'kVL0p?vN 8.3.1正常色散与反常色散404
M70c{s`w5 8.3.2光孤子406
/\ytr%7 ,' 8.4光的散射407
Rv=DI&K%n 8.4.1线性散射408
K&*iw` 8.4.2非线性散射413
(=1)y'. 例题417
{3V Z3i 习题418
#Mh{<gk%ax 第9章现代光学技术简介420
Ab/j (xr= 9.1航天光学遥感420
Jlp<koy 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
>*I N 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
~
|6dH 9.1.3航天光学遥感的发展426
WvujcmOf 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
}^9]jSq5 9.2自适应光学430
#? d Uv# 9.2.1自适应光学的概念430
eqq`TT#Z 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
Guh%eR'Wt 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
3{KR
{B#L 9.2.4自适应光学技术应用举例437
'Y.Vn P&H 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
Mi ; gl m 9.3红外与微光成像442
b/t 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
P.djd$# 9.3.2红外热成像技术443
Z`Pd2VRp 9.3.3微光成像技术448
;i mRh'-V6 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
h35Hu_c& 9.4瞬态光学456
@9Q2$ 9.4.1高速摄影456
v !H:^!z 9.4.2超短脉冲激光技术460
bLq y!QE 9.5光学信息处理462
(z G.aaz*C 9.5.1光学信息处理的基本原理462
$J.T$0pFa 9.5.2光学信息处理的应用举例465
IS BV%^la| 9.5.3空间光调制器469
~]BMrg n 9.5.4小结472
Y>B P?l 9.6微光学472
JWROYED 9.6.1微光学的基本概念472
{^5?)/< 9.6.2微光学元件和系统的设计474
#]9hTa IR 9.6.3微光学元件加工技术475
Gih[i\%Q 9.6.4微光学元件的应用483
RW_q~bA9 9.6.5我国在微光学方面的研究486
pQMtj0(y 9.7单片光电集成486
a8$kNtA 9.7.1单片光电集成的概念487
,`32!i 9.7.2Si基单片OEIC489
DdSSd@,x* 9.7.3GaAs基单片OEIC490
MAqLIf<G 9.7.4InP基单片OEIC491
;Wc4qJ.@ 9.7.5小结494
/4$4h;_8 习题答 案495
fj>C@p 参考文献502
