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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\ym3YwP4/: N^jQ\|A< 光学教程 >hQeu1 ~W &A)AV<=>T 作者:叶玉堂
UOC>H%r~M? 图书详细信息: ZF!cXo7d ISBN:7302114617
#?DwOUw 定价:48元
SfLZVB 印次:1-1
L3/m}AH, 装帧:平装
dj>zy 出版日期:2005-8-1
:[YHJaK 图书简介: F!(Vg 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。
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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%iWUl; 前言: cBZ$$$v\# 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。
@K.{o' 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。
BQTZt'p 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!
[ @ >} 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。
i;B &~ 编者
wr>[Eo@%\ 2005年2月于电子科技大学
5argw+2s4$ 目录: 0])D)%B
k 第一篇应 用 光 学
;&7dX^oH 第1章几何光学基础3
~P!\;S 1.1几何光学的基本定律3
BPO)<bx_ 1.1.1发光点、
光线和光束3
./5LV)_` 1.1.2几何光学的基本定律4
F^4mO| 1.1.3全反射5
pNUe|b+P 1.1.4费马原理6
Uzh#zeZ`< 1.2物像基本概念7
zD^*->`p 1.2.1光学系统与完善像概念7
_ \&vA5- 1.2.2物和像的概念8
VN3[B
eH 1.3球面和球面系统9
JsP<etX 1.3.1符号法则9
6&* z 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
O}s Mqh 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
LUaOp
" 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
)x5t']w`K 1.3.5球面反射镜17
&c[ISc>N{ 1.3.6共轴球面系统19
gUr#3# 1.3.7透镜21
s,CN<`/>x 1.4平面与平面系统23
9QP- ~V{$ 1.4.1平面反射镜23
Y~TD)c= 1.4.2平行平板26
3-/F]}0y6 1.4.3反射棱镜28
I3qTSX- 1.4.4折射棱镜32
J5!-<oJ/ 1.4.5光楔33
8AVtUU 1.5光学材料34
^]5^p9Jt"e 例题37
HT:V;?" 习题39
8|L;y[v 第2章理想光学系统42
J
?0P{{ 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
'pnOHT 2.1.1理想光学系统的基本特性42
5pU/X.lc 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
_]v@Dq VP 2.2理想光学系统的物像关系45
HDO_r(i 2.2.1图解法求像45
Skg}/Ek 2.2.2解析法求像46
B3|G&Kg 2.3理想光学系统的放大率48
dsU'UG7L 2.3.1放大率48
\`0s %F:V} 2.3.2节点和节平面49
L1#_ 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
F%f)oq`B 2.4理想光学系统的组合52
J#gG*( 2.4.1双光组组合52
cd|/4L6 2.4.2多光组组合55
Zi?:< H} 2.5单透镜57
>,ABE2t5 2.5.1单个折射球面的主点57
/|8rVYSs 2.5.2单
透镜的基点与基面58
M._;3_)%/ 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
'|<r[K 2.6光学系统中的光束限制62
D*>#]0X 2.6.1光阑及其作用62
(tyky&$! 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
;|`<B7xf 2.6.3视场光阑65
n[B[hAT 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
zGdYk-H3TH 2.6.5光学系统的景深67
)HcLpoEi 2.6.6远心光路70
g^}C/~b[ 2.7像差概述72
wPX^P 2.7.1轴上点球差72
7GTDe'T 2.7.2单色光轴外像差73
&=f?:UZ% 2.7.3色差78
+/bD9x1H 2.8波像差80
P4zwTEk` 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
(I`lv=R"j 2.9.1近轴光的矩阵表示82
\H9:%Tlp~4 2.9.2物像矩阵83
l-P6B9e|\ 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
&Yo|Pj 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
NG`Y{QT6N 例题88
P,xIDj4d 习题91
*$5p,m6G 第3章光学仪器的基本原理94
N~0ihTG5 3.1眼睛94
Fv*QcB9K 3.1.1眼睛的结构94
dVk(R9 8 3.1.2眼睛的调节96
W/3sJc9 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
6Xz d>5x 3.1.4眼睛的分辨率98
cU-A1W 3.2放大镜98
fC3T\@(& 3.2.1放大镜的放大率99
;l1.jQh 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
WNZYs 3.3显微镜101
N:CQ$7T{ j 3.3.1显微镜的成像原理101
=@pD>h/~ 3.3.2显微镜中的光束限制103
PxQQf I> 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
m"-kkH{I 3.3.4显微物镜106
|N^"?bSt 3.4望远镜107
`GkCOx, 3.4.1望远镜的一般特性107
Faa>bc~E 3.4.2望远物镜110
4U_+NC>b 3.4.3望远镜目镜111
BU4IN$d0Po 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
^{{a
v?h 3.5摄影系统118
}O>4XFj 3.5.1摄影物镜的光学特性118
j!y9E~Zz 3.5.2摄影物镜的景深120
nF_q{e7 3.5.3摄影物镜的类型121
8{QCW{K 3.6现代光学系统122
.k-6LR 3.6.1激光光学系统122
-`DYDIr 3.6.2傅里叶变换光学系统128
Ep;i],} 3.6.3线性成像物镜131
d:w/{m%# 习题133
D(;+my2 第二篇物 理 光 学
)bR0>3/ 第4章光的电磁理论137
[*Ai@:F 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
'l=>H#}<B 4.1.1电磁波谱137
y/ Bo4fM 4.1.2电磁场基本方程138
4I$Y"|_e 4.2光波在各向同性介质中的传播141
G<=I\T'g; 4.2.1波动方程141
c|JQ0] K 4.2.2时谐均匀平面波143
!tt 8-Y)i 4.3光波的偏振特性150
J5HN*Wd 4.3.1光波的偏振态150
%#rtNDi 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
Nf<f}` 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
b_ak@LYiu 4.4.1反射定律、折射定律154
{lH'T1^m 4.4.2菲涅耳公式156
mI!iSVqr 4.4.3反射率和透射率160
\O4s0*gw 4.4.4全反射与临界角164
TIZ2'q5wg 4.5光波场的频率谱168
K!Fem6R 4.5.1光波场的时间频率谱168
X'<RqvDc5 4.5.2光波场的空间频率谱173
$~G5s<r 4.6球面光波和柱面光波176
iN.
GC^l 4.6.1球面光波176
B1J,4 4.6.2柱面光波177
U3z23LgA 例题178
auc:|?H~1n 习题181
P8}IDQ9 第5章光的干涉184
dQ7iieT 5.1光干涉的条件184
2oEuqHL 5.1.1光的干涉现象184
K}cA%Y 5.1.2光干涉的条件185
$u.rO7) 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
.%{B=_7 5.2双光束干涉189
[ i,[^ 5.2.1分波面双光束干涉189
Ahl&2f\ 5.2.2分振幅双光束干涉193
3o[(pfcU 5.3多光束干涉200
R[v0T/ 5.3.1平行平板的多光束干涉200
=oIt.`rf 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
=DfI^$Lr: 5.4光学薄膜208
MKvmzLh$) 5.4.1单层光学薄膜208
{q`8+$Z; 5.4.2多层光学薄膜210
bR)P-9rs 5.4.3光学薄膜的应用214
#7Q9^rG 5.4.4高反射率的测量217
1t^y?<) 5.5典型的干涉仪及其应用219
u-|%K.A 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
TK18U*z7J 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
kJJiDDL0;* 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
Be]z @E1x 5.6光的相干性227
;$6L_C4B 5.6.1光的空间相干性227
$)"T9$>$ 5.6.2光的时间相干性232
m!G(vhA,_w 例题235
7Z`4Kdh . 习题238
Z2m^yRQ( 第6章光的衍射243
-rI7ihr* 6.1光的衍射现象243
fsPNxy"_ 6.2衍射的基本原理244
8v2Wi.4T 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
"lu^ 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
J.: 6.2.3衍射的巴比涅原理250
t2{(ETV 6.3夫琅禾费衍射250
#*qV kPX 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
~y"R{-%uS 6.3.2矩孔衍射251
Qc-W2% 6.3.3单缝衍射255
KTT!P 4 6.3.4圆孔衍射256
0@b<?Ms9 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
53:u6bb; 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
F/lL1nTdK 6.4.2成像系统的分辨率261
9C,gJp}P 6.5夫琅禾费多缝衍射264
JS8pN5 6.5.1强度分布公式264
[dP<A?s 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
guYP| 6.6衍射光栅270
O4f9n 6.6.1光栅的分光性能270
0'r}]Mws 6.6.2闪耀光栅273
8aVQW_m} 6.6.3波导光栅275
yC5>k;/6#K 6.7菲涅耳衍射278
5OGwOZAj52 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
V.u^;gr3 6.7.2菲涅耳波带片282
[ _xOz4`% 6.7.3菲涅耳直边衍射285
3{co.+ 6.8全息术290
}0E@eL 6.8.1全息术的原理291
u c!6?+0h 6.8.2全息术的特点293
p+b9D 6.8.3全息术的应用293
,?j!c* 例题296
~m=Z>4M 习题299
UdkNb}L 第7章晶体光学302
lY`WEu 7.1介电张量302
?^!J:D? 7.1.1各向异性介质的介电张量302
:/=P6b; 7.1.2介电张量的对称性304
[7DU0Xg7 7.2单色平面波在晶体中的传播306
$<Gt^3e 7.2.1相速度和光线速度306
`k
I}p 7.2.2菲涅耳公式309
adoK-bS t 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
'!Va9m*w7 7.3.1晶体的光学分类311
n~`jUML2d 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
#Qz9{1\G 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
4jZt0 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
Uhh[le2 % 7.4晶体光学性质的图形表示318
R6;229e 7.4.1折射率椭球318
E.:eO??g 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
MJe/ \ 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
Dy. |bUB!f 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
L67yL( d6a 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
X%*BiI 7.5.3斯涅耳作图法329
-6F\= 7.6偏振器和补偿器332
:k.>H.8+~ 7.6.1偏振器332
u8A,f}D 3 7.6.2波片338
Rb
b[N#p5 7.6.3补偿器341
T[},6I|! 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
DP*V|) 7.7.1偏振光的矩阵表示343
ct*~\C6Ze 7.7.2正交偏振345
8_D:#i 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
gEVoY,}/-U 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
uh)f/)6 7.8偏振光的干涉351
;erxB6* 7.8.1平行偏振光的干涉351
|1OF!(: 7.8.2会聚光的偏光干涉354
H9VdoxKo 7.9电光效应357
= "Lb5! 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
{|zQ
.sA 7.9.2电光张量357
m7>)p]] 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
M#],#o*G 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
kbz+6LcV 7.9.5横向泡克尔效应363
[F *hjGLc} 7.9.6电光效应的应用364
v%c--cO(S4 7.10声光效应369
W7V#G(cpU 7.10.1声光衍射369
R^I4_ZA 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
P)=$0kR3 7.10.3布拉格衍射371
LwQYO'X 7.10.4声光效应的应用373
2F1Bz< 7.11旋光现象375
G
@L`[Wu 7.11.1旋光现象的观察和规律375
=cR=E{20 7.11.2旋光现象的解释377
Q;2kbVWY 7.12磁致旋光效应 379
@DR?^
q p 7.12.1法拉第效应379
zq^eL=%: 7.12.2法拉第效应的应用381
Vc|QW 例题383
F+Hmp\rM# 习题388
;x{J45^
第8章光的吸收、色散和散射391
8+_e= _3R 8.1光与物质相互作用的经典理论391
z{>
)'A/ 8.1.1经典理论的基本方程392
[py/\zkn 8.1.2介质的复折射率393
;2eZa|M*q 8.2光的吸收396
8`w#)6(V 8.2.1光吸收定律396
F,GG>(6c 8.2.2一般吸收与选择吸收397
-Ze2]^#dl 8.2.3吸收光谱399
a,*|*Cv 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
c30kb 8.3光的色散403
+r =p,leb 8.3.1正常色散与反常色散404
?
i|LO 8.3.2光孤子406
QfU{W@!h 8.4光的散射407
6CWm;%B#G 8.4.1线性散射408
r<kqs,-~ 8.4.2非线性散射413
}cy<$=c#E_ 例题417
%Zu+=IZ 习题418
~{yQsEU 第9章现代光学技术简介420
.TRp74 9.1航天光学遥感420
FVHR 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
=G/`r!r*0I 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
/u'M7R 9.1.3航天光学遥感的发展426
~c
GH+M@ 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
*3Ci4\Ew 9.2自适应光学430
3)py|W%X$ 9.2.1自适应光学的概念430
Xu5^ly8p9q 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
nR$Q~` 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
Nj4^G ~_ 9.2.4自适应光学技术应用举例437
p8u-3 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
:,dO7dJi 9.3红外与微光成像442
XbAoW\D( 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
D~<0CQ3n. 9.3.2红外热成像技术443
_Nq7_iT0 9.3.3微光成像技术448
<Okl.Iz> 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
Wp$'#HhB 9.4瞬态光学456
*[['X%f 9.4.1高速摄影456
)eSD5hOI) 9.4.2超短脉冲激光技术460
[mI;>q 9.5光学信息处理462
{f)"F;]V 9.5.1光学信息处理的基本原理462
Y]t)k9|vv 9.5.2光学信息处理的应用举例465
'd
6z^Z6 9.5.3空间光调制器469
)h?Pz1-W1 9.5.4小结472
PP)-g0^@ 9.6微光学472
DWRq \`P
9.6.1微光学的基本概念472
mo3HUXf}8 9.6.2微光学元件和系统的设计474
_"%-=^_ 9.6.3微光学元件加工技术475
8klu* 9.6.4微光学元件的应用483
d_}q.%* 9.6.5我国在微光学方面的研究486
yY42+%P 9.7单片光电集成486
HBnnIbEtF' 9.7.1单片光电集成的概念487
p8MPn>h< 9.7.2Si基单片OEIC489
1
9C=' TMS 9.7.3GaAs基单片OEIC490
9i+SU|;j 9.7.4InP基单片OEIC491
_!*??B6u 9.7.5小结494
mC(q8%/; 习题答 案495
ep2#a#&' 参考文献502