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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`zp2;]W NN 6KLbC( 光学教程 = b!J)] @,4%8E5 作者:叶玉堂
i+[3o@ 图书详细信息: ^CPfo/! ISBN:7302114617
Jo3(bl%u 定价:48元
8>{W:?I 印次:1-1
/plUzy2Yu 装帧:平装
F!&pENQ 出版日期:2005-8-1
,imvA5 图书简介: +w.Kv
; 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。
b!X"2' 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。
K)`:v|d 前言: @7s,|\ 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。
@pGlWw9* 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。
-t6R!ZI 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!
!e'0jf-~ 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。
egvy#2b@ 编者
UY-IHz;&O- 2005年2月于电子科技大学
7+a%ehwU 目录: ),]2`w&k 第一篇应 用 光 学
S[~O') 第1章几何光学基础3
=b<<5N s 1.1几何光学的基本定律3
dA}
72D? 1.1.1发光点、
光线和光束3
qX+gG",8 1.1.2几何光学的基本定律4
;:4P'FWm^ 1.1.3全反射5
v"r9|m~ ' 1.1.4费马原理6
T]6c9_ 1.2物像基本概念7
[9O~$! <% 1.2.1光学系统与完善像概念7
nh eU~jb 1.2.2物和像的概念8
,=Nw(GI 1.3球面和球面系统9
`cP'~OT 1.3.1符号法则9
C5+`< 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
nF<y7XkO 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
#t@x6Vt 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
M7DLs;sD 1.3.5球面反射镜17
%A62xnX 1.3.6共轴球面系统19
:@ E1Pun? 1.3.7透镜21
4`6c28K0? 1.4平面与平面系统23
3_MS'&M 1.4.1平面反射镜23
(.,'}+1 1.4.2平行平板26
Q+d.%qhc 1.4.3反射棱镜28
_@!QY
1.4.4折射棱镜32
z,bX.*.- 1.4.5光楔33
,|.8nk" 1.5光学材料34
KR=d"t Qw 例题37
[vWkAJ'K 习题39
9$+^"ilk 第2章理想光学系统42
Y=a v8Y|` 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
"%E-X:Il# 2.1.1理想光学系统的基本特性42
:4ja@~ 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
@fqV0l!GR 2.2理想光学系统的物像关系45
?+n&hHRg 2.2.1图解法求像45
`z}vONXpAX 2.2.2解析法求像46
,g/ _eROJ 2.3理想光学系统的放大率48
u
m:0y, 2.3.1放大率48
i_=?eUq%q/ 2.3.2节点和节平面49
hza> jR 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
KQ4kZN 2.4理想光学系统的组合52
xHJ8?bD p 2.4.1双光组组合52
v7;J%9=0D` 2.4.2多光组组合55
zb;(?!Bd# 2.5单透镜57
y9C;T(oi; 2.5.1单个折射球面的主点57
rGnI( m. 2.5.2单
透镜的基点与基面58
~=:2~$gsn 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
)sW6iR&_i 2.6光学系统中的光束限制62
]C16y.
~e 2.6.1光阑及其作用62
.tRr?*V|l 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
YlswSQ 2.6.3视场光阑65
)MWUS;O< 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
v2hZq-q 2.6.5光学系统的景深67
+0XL5('2 2.6.6远心光路70
6a4 'xq7 2.7像差概述72
?a5h iN0 2.7.1轴上点球差72
1,"I= 2.7.2单色光轴外像差73
;rB6u_5"I. 2.7.3色差78
gjj 93 2.8波像差80
? YF${ 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
bTLMd$ 2.9.1近轴光的矩阵表示82
(C daE!I4Q 2.9.2物像矩阵83
"]VDY) 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
&5\^f?'b7 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
]} 61vV 例题88
pheE^jUr 习题91
|KL')&" 第3章光学仪器的基本原理94
C:`;d&d 3.1眼睛94
>~I#JQ% 3.1.1眼睛的结构94
Q6"uK 3.1.2眼睛的调节96
@j O4EEe: 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
)~ 0}Et l 3.1.4眼睛的分辨率98
z]kwRWe`j 3.2放大镜98
\6{krn| 3.2.1放大镜的放大率99
{?E<](+0 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
Kv(z4 z 3.3显微镜101
KZ=u54 3.3.1显微镜的成像原理101
1/B]TT 3.3.2显微镜中的光束限制103
n( g)UNx 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
L}'Yd' 3.3.4显微物镜106
*7ZGq(O 3.4望远镜107
V=pMq?Nr 3.4.1望远镜的一般特性107
UMV)wy|j 3.4.2望远物镜110
#j;Tb2&w 3.4.3望远镜目镜111
$
+;+:K 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
w|IjQ1{ 3.5摄影系统118
eD%HXGe 3.5.1摄影物镜的光学特性118
a1Hz3y~S/ 3.5.2摄影物镜的景深120
4&QUh+F 3.5.3摄影物镜的类型121
UuU/c-. 3.6现代光学系统122
X) V7bVW 3.6.1激光光学系统122
<,"4k&0Q>V 3.6.2傅里叶变换光学系统128
zh\p 3.6.3线性成像物镜131
M=O Czgj 习题133
8S\RN&T$ 第二篇物 理 光 学
,57$N&w 第4章光的电磁理论137
e}'gvm 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
7 8Vcu'j&_ 4.1.1电磁波谱137
rQ/,XH 4.1.2电磁场基本方程138
!/`$AXO 4.2光波在各向同性介质中的传播141
7BR8/4gcPu 4.2.1波动方程141
f`jc#f5+' 4.2.2时谐均匀平面波143
8WL8/ 4.3光波的偏振特性150
rLU'*} 4.3.1光波的偏振态150
6i.gyD 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
bB!#:j>(v 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
G8nrdN-9 4.4.1反射定律、折射定律154
IOL L1ar 4.4.2菲涅耳公式156
QT!
4[,4 4.4.3反射率和透射率160
#] CFA9z 4.4.4全反射与临界角164
{:Aw_z:' 4.5光波场的频率谱168
5G(3vRX|1 4.5.1光波场的时间频率谱168
!gF9k8\Yr$ 4.5.2光波场的空间频率谱173
)=J5\3O*x 4.6球面光波和柱面光波176
)KE[!ofD 4.6.1球面光波176
~e `Bq> 4.6.2柱面光波177
[U>@,BH 例题178
K=dR%c( 习题181
K*q[(,9 第5章光的干涉184
\ \06T` 5.1光干涉的条件184
S4N(cn& 5.1.1光的干涉现象184
oRM)%N# 5.1.2光干涉的条件185
j~E",7Q' 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
D f4+^B,1 5.2双光束干涉189
'OkGReKt 5.2.1分波面双光束干涉189
=^&%9X 5.2.2分振幅双光束干涉193
a2w T6jY 5.3多光束干涉200
-#In;~ 5.3.1平行平板的多光束干涉200
F(5hmr 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
?YQPlv:<o. 5.4光学薄膜208
R\mR $\cS 5.4.1单层光学薄膜208
]5Qy 5.4.2多层光学薄膜210
26 I 5.4.3光学薄膜的应用214
p =(@3%k 5.4.4高反射率的测量217
{D`'0Z1" 5.5典型的干涉仪及其应用219
qJPT%r 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
yF13Of^l./ 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
tz^/J=)" 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
m/B6[ 5.6光的相干性227
0Yl4eB- 5.6.1光的空间相干性227
)yG"^Ulu 5.6.2光的时间相干性232
,](:<A)W& 例题235
9Fo fr 习题238
i;z{zVR 第6章光的衍射243
`F t]MR 6.1光的衍射现象243
Pq9|WV#F5/ 6.2衍射的基本原理244
dq\FBwfe 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
vI1i,x#i 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
rH8@69,B 6.2.3衍射的巴比涅原理250
6e,xDr 6.3夫琅禾费衍射250
0 (U#) 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
^n1%OzGK# 6.3.2矩孔衍射251
m)v''`9LU 6.3.3单缝衍射255
1'.7_EQ4T 6.3.4圆孔衍射256
{@W93=Vq8 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
p;T{i._iL 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
[XVEBA4GI 6.4.2成像系统的分辨率261
r]@0eb
6.5夫琅禾费多缝衍射264
S! Rc|6y% 6.5.1强度分布公式264
` x8J 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
\u,}vppz 6.6衍射光栅270
lot%N(mB` 6.6.1光栅的分光性能270
a"N4~?US 6.6.2闪耀光栅273
K5Q43e1 6.6.3波导光栅275
<"N_j]wD 6.7菲涅耳衍射278
/X"/ha!=&D 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
aNcd`
$0 6.7.2菲涅耳波带片282
r3E!dTDWq 6.7.3菲涅耳直边衍射285
!p TJ./ 6.8全息术290
E 99hlY~1: 6.8.1全息术的原理291
&QRE"_g 6.8.2全息术的特点293
KWAb-yB 6.8.3全息术的应用293
Kt@M)# 例题296
$rIoHxh. y 习题299
[.se|]t7X 第7章晶体光学302
Hnknly 7.1介电张量302
q<y#pL=k"* 7.1.1各向异性介质的介电张量302
zgx&Pte 7.1.2介电张量的对称性304
6E(Qx~iL 7.2单色平面波在晶体中的传播306
j/=iMq 7.2.1相速度和光线速度306
,}oM-B 7.2.2菲涅耳公式309
:NJ_n6E 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
2M#M"LHo 7.3.1晶体的光学分类311
<,o>Wx*1C 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
)?_#gLrE6 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
\(226^|j 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
8n1'x; 7.4晶体光学性质的图形表示318
B9p?8.[ 7.4.1折射率椭球318
7Q\|=$2 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
4tL<q_ 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
QXCH(5as 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
C{TA.\ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
J>fQNW!{ 7.5.3斯涅耳作图法329
?X@fKAj 7.6偏振器和补偿器332
c/c$D;T 7.6.1偏振器332
:#dE:L;T 7.6.2波片338
R$; n)_H 7.6.3补偿器341
YK|bXSA[ 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
^u3V
E 7.7.1偏振光的矩阵表示343
^N8)]F, 7.7.2正交偏振345
8XbA'% o 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
74!oe u.> 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
LYlDc;<A 7.8偏振光的干涉351
+ QQS={ 7.8.1平行偏振光的干涉351
2WUT/{:X 7.8.2会聚光的偏光干涉354
gV&z2S~" 7.9电光效应357
GfM;saTz{ 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
F~A 'X 7.9.2电光张量357
hiNEJ_f 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
l5L.5$N 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
!i=nSqW 7.9.5横向泡克尔效应363
VfT*7_ 7.9.6电光效应的应用364
xf|mlHS+ 7.10声光效应369
[+qCs7' 7.10.1声光衍射369
=8U&[F 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
H'Yh2a`!o 7.10.3布拉格衍射371
sz9L8f2 7.10.4声光效应的应用373
^eW}XRI 7.11旋光现象375
B"%{i-v>** 7.11.1旋光现象的观察和规律375
qzb<J=FAU 7.11.2旋光现象的解释377
@&[T _l 7.12磁致旋光效应 379
0uBl>A7qhn 7.12.1法拉第效应379
JxyB( 7.12.2法拉第效应的应用381
hYawU@R 例题383
eh"3NRrN 习题388
m3o,@=b 第8章光的吸收、色散和散射391
LjV]0%j?r 8.1光与物质相互作用的经典理论391
m&|`x 8.1.1经典理论的基本方程392
~|<m,)! 8.1.2介质的复折射率393
,o]4?- 8.2光的吸收396
>>[G1 8.2.1光吸收定律396
ou
%/l4dC 8.2.2一般吸收与选择吸收397
b(9FZ]7S 8.2.3吸收光谱399
4H@Wc^K 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
;NNe!}C 8.3光的色散403
#A]-ax?Qc} 8.3.1正常色散与反常色散404
fxgr`nC 8.3.2光孤子406
`5H$IP1XhA 8.4光的散射407
ek&kv #G 8.4.1线性散射408
&w=3^ 8.4.2非线性散射413
~F1:N>>_Cf 例题417
6Zn
@2PGEl 习题418
!0N7^Z"gtz 第9章现代光学技术简介420
<})'Y~i 9.1航天光学遥感420
6m6zA/ 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
qc-mGmom L 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
IgC}& 9.1.3航天光学遥感的发展426
^B+!N; 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
\e`~i@) ~Z 9.2自适应光学430
O@YTAT&d# 9.2.1自适应光学的概念430
T~b>B`_ 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
F]9nB3:W 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
_D|^.)=U| 9.2.4自适应光学技术应用举例437
/Wf^hA
9.2.5自适应光学技术的研究进展441
UUMtyf 9.3红外与微光成像442
8Dvazg}4 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
HI@syFaJM 9.3.2红外热成像技术443
5aa<qtUjH 9.3.3微光成像技术448
GIAc?;zY 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
lSH6>0#B 9.4瞬态光学456
k^OV56 9.4.1高速摄影456
HOBP`lf 9.4.2超短脉冲激光技术460
oTT7M`P3h 9.5光学信息处理462
p6vKoI#T 9.5.1光学信息处理的基本原理462
N~F
RM& x 9.5.2光学信息处理的应用举例465
B*E2.\~ 9.5.3空间光调制器469
h`3eu;5) 9.5.4小结472
mg,j:, 9.6微光学472
c5mZG7- 9.6.1微光学的基本概念472
xzx$TUL 9.6.2微光学元件和系统的设计474
w;l<[q?_ 9.6.3微光学元件加工技术475
C{d7J'Avk 9.6.4微光学元件的应用483
I<A6Z&*un 9.6.5我国在微光学方面的研究486
JCW\ *R 9.7单片光电集成486
|`jjHuQ; 9.7.1单片光电集成的概念487
2./3 \n2 9.7.2Si基单片OEIC489
pa{re,O"e 9.7.3GaAs基单片OEIC490
;}'D16`j 9.7.4InP基单片OEIC491
t3+Py7qv 9.7.5小结494
-J^(eog[6 习题答 案495
%sRUh0AL 参考文献502