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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{*tewF)| $YL}rM 光学教程 drF"kTD"7 JCE364$$" 作者:叶玉堂
"BEU%,w 图书详细信息: arDY@o~ ISBN:7302114617
mo<g'|0 定价:48元
>YPfk=0f0 印次:1-1
n j1 cqh 装帧:平装
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\J|3 出版日期:2005-8-1
>iaZGXje 图书简介: `\#Qr|GC 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。
4oCnF+( 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=,j 前言: At.WBa3j%{ 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。
L P.- 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。
0wxQ,PI1' 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!
G=\rlH]N 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。
_U'edK]R 编者
}|Cw]GW 2005年2月于电子科技大学
+X.iJ$) 目录: 5wr0+Xo 第一篇应 用 光 学
FVL0K(V( 第1章几何光学基础3
MI<hShc\ 1.1几何光学的基本定律3
2<YHo{0BLS 1.1.1发光点、
光线和光束3
0p&:9|'z 1.1.2几何光学的基本定律4
bm(0raugs 1.1.3全反射5
g'hBs
D1' 1.1.4费马原理6
yBq4~b~[ 1.2物像基本概念7
Xdw%Hw 1.2.1光学系统与完善像概念7
0d.lF: 1.2.2物和像的概念8
mrk Q20D 1.3球面和球面系统9
(z+[4l7 1.3.1符号法则9
V?%>Ex$ 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
k&@JF@_TI 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
pcm| 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
C$M^<z 1.3.5球面反射镜17
Hm1C|Qb 1.3.6共轴球面系统19
S\GG(#b! 1.3.7透镜21
G;wv.|\ 1.4平面与平面系统23
cXtL3T+ 1.4.1平面反射镜23
2>?GD@GE 1.4.2平行平板26
Hm%[d;Z7 1.4.3反射棱镜28
r'w5i1C+ 1.4.4折射棱镜32
<)y'Ot0 y 1.4.5光楔33
,_P(!7Z8 1.5光学材料34
,T"(97" 例题37
aD24)?db- 习题39
o%Pi;8 第2章理想光学系统42
u [fQvdl 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
LlnIn{C 2.1.1理想光学系统的基本特性42
Iu%/~FgPj{ 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
B<LQ;n+ 2.2理想光学系统的物像关系45
E=HS'XKu[K 2.2.1图解法求像45
I3s'44 2.2.2解析法求像46
*)g*5kKN 2.3理想光学系统的放大率48
024*IoVZ 2.3.1放大率48
0Rrz
2.3.2节点和节平面49
p;X[_h 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
l<GRM1^kU 2.4理想光学系统的组合52
"yL&?B"9@ 2.4.1双光组组合52
Sg')w1 2.4.2多光组组合55
{tF=c0Z 2.5单透镜57
9]7+fu 2.5.1单个折射球面的主点57
DlfXzKn; 2.5.2单
透镜的基点与基面58
&> }MoB 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
A7~)h}~ 2.6光学系统中的光束限制62
kZSe#'R's 2.6.1光阑及其作用62
#d(6q$IE 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
*E+)mB"~ 2.6.3视场光阑65
4$SW~BpQ 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
H*; J9{ 2.6.5光学系统的景深67
mS!/>.1[ 2.6.6远心光路70
ely&'y! 2.7像差概述72
w[:5uo( 2.7.1轴上点球差72
\1ys2BX 2.7.2单色光轴外像差73
,Sghi&Ky 2.7.3色差78
2zArAch 2.8波像差80
%+xh 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
P^VV8Z>\& 2.9.1近轴光的矩阵表示82
ax7ub 2.9.2物像矩阵83
9tk}_+ 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
C
Hyb{:< 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
C@hnT<e 例题88
QBai;p{ 习题91
0v+5&Jk 第3章光学仪器的基本原理94
LTBqXh 3.1眼睛94
-}PD0Pzg;= 3.1.1眼睛的结构94
- uliND 3.1.2眼睛的调节96
>d#B149 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
|~#!e}L( 3.1.4眼睛的分辨率98
*N< 22w 3.2放大镜98
^Q2K0'm5 3.2.1放大镜的放大率99
\A keC 6[D 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
)x?F1/ 3.3显微镜101
>:KPvq!0 3.3.1显微镜的成像原理101
&..'7 3.3.2显微镜中的光束限制103
Kgk9p`C( 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
3U1xKF 3.3.4显微物镜106
|p.mA-81 3.4望远镜107
Z+I[ 3.4.1望远镜的一般特性107
@ iao"& 3.4.2望远物镜110
T~`m'4"+c 3.4.3望远镜目镜111
~`8`kk8 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
l$)pCo 3.5摄影系统118
-`f JhQ| 3.5.1摄影物镜的光学特性118
,B!u* 3.5.2摄影物镜的景深120
"1h|1'S50? 3.5.3摄影物镜的类型121
{Qlvj.Xw 3.6现代光学系统122
/$+ifiFT 3.6.1激光光学系统122
oAv L?2 3.6.2傅里叶变换光学系统128
6D w[n 3.6.3线性成像物镜131
jc)D*Cf 习题133
_2U1$0xK 第二篇物 理 光 学
b.j\=c 第4章光的电磁理论137
]#+fQR$! 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
]U'KYrh 4.1.1电磁波谱137
1mf|:2, 4.1.2电磁场基本方程138
0m51nw~B 4.2光波在各向同性介质中的传播141
YI&^j2 4.2.1波动方程141
)jCAfdnCs 4.2.2时谐均匀平面波143
YX@[z
5* 4.3光波的偏振特性150
YuLW]Q?v 4.3.1光波的偏振态150
@Je{;1 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
wArNWBM 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
#{i\t E 4.4.1反射定律、折射定律154
u=RF6V| 4.4.2菲涅耳公式156
/v=MGX@r 4.4.3反射率和透射率160
V4ayewVX 4.4.4全反射与临界角164
}
Tp!Ub\Cc 4.5光波场的频率谱168
gQ,PG 4.5.1光波场的时间频率谱168
viY _Y.Yjy 4.5.2光波场的空间频率谱173
mA3C)V 4.6球面光波和柱面光波176
UT]LF#.( 4.6.1球面光波176
^EM##Ss_ 4.6.2柱面光波177
DkQy. 例题178
sh E>gTe 习题181
e9N"{kDs6 第5章光的干涉184
\BUr2] 5.1光干涉的条件184
M nH4p 5.1.1光的干涉现象184
AGS?<6W- 5.1.2光干涉的条件185
/R 2:Js 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
G#3 O^,m 5.2双光束干涉189
80
i<Ij8J 5.2.1分波面双光束干涉189
n uhKM.a{ 5.2.2分振幅双光束干涉193
0.t;i4 5.3多光束干涉200
<E!M<!h 5.3.1平行平板的多光束干涉200
vYrqZie< 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
/_aFQ>.4n 5.4光学薄膜208
l9#M`x9 5.4.1单层光学薄膜208
1Cp5a2{ 5.4.2多层光学薄膜210
f{k2sU*uBE 5.4.3光学薄膜的应用214
fh}\#WE" 5.4.4高反射率的测量217
?uOdqMJV 5.5典型的干涉仪及其应用219
y`7BR?l 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
h68sQd 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
4^ $ 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
b":cj:mxL 5.6光的相干性227
LIirOf~e;! 5.6.1光的空间相干性227
7 45Uo' 5.6.2光的时间相干性232
:hCp@{ 例题235
cZ%weQa#N) 习题238
W@JmG`Sy 第6章光的衍射243
(lTM^3
} 6.1光的衍射现象243
qZG "{8 6.2衍射的基本原理244
`=vL?w^QS 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
)TBBYCL3 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
50uNgLs 6.2.3衍射的巴比涅原理250
Y!Wz7
C 6.3夫琅禾费衍射250
oCXBek?\ 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
9ZeTS~i 6.3.2矩孔衍射251
7M=`Z{=9 6.3.3单缝衍射255
]'EtLFv) 6.3.4圆孔衍射256
W;eHDQ| 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
Jf YO|, 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
WENPS*0oS] 6.4.2成像系统的分辨率261
u-f_,],p 6.5夫琅禾费多缝衍射264
Qt+ K,LY 6.5.1强度分布公式264
59FAhEg 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
tTX2>8Gmr 6.6衍射光栅270
)$]_;JFr 6.6.1光栅的分光性能270
vp{jh-& 6.6.2闪耀光栅273
S
XIo 6.6.3波导光栅275
HYZ94[Ti 6.7菲涅耳衍射278
^8ZVB.Fv 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
8^CL:8lI^\ 6.7.2菲涅耳波带片282
~(~fuDT~O 6.7.3菲涅耳直边衍射285
jyb/aov 6.8全息术290
Z455g/=ye 6.8.1全息术的原理291
C;-9_;& 6.8.2全息术的特点293
&S>m+m' 6.8.3全息术的应用293
hg/G7Ur" 例题296
/608P:U 习题299
FI`][&]V
第7章晶体光学302
t"cGv32b 7.1介电张量302
Ugp[Ugr 7.1.1各向异性介质的介电张量302
"\Zsr6y 7.1.2介电张量的对称性304
hl(M0cxEWP 7.2单色平面波在晶体中的传播306
cz~Fz;)2{N 7.2.1相速度和光线速度306
kXFgvIpg< 7.2.2菲涅耳公式309
)[.FUx 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
r n"'tvhm 7.3.1晶体的光学分类311
U,_uy@fE=? 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
d OQU#5 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
7hlgm7^ 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
$-Lk,}s.* 7.4晶体光学性质的图形表示318
h# c.HtVE 7.4.1折射率椭球318
zYvf}L&]h 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
O-[ lL"T 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
F4xYfbwY"] 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
R4.$9_ui 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
UA>UW!I 7.5.3斯涅耳作图法329
6",S$3q 7.6偏振器和补偿器332
T>7$<ulm 7.6.1偏振器332
s"7wG!yf 7.6.2波片338
l}:&} 7.6.3补偿器341
_z4c7_H3 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
C_mPw 7.7.1偏振光的矩阵表示343
6 9_etv 7.7.2正交偏振345
M0YV Qa 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
9 +k7x, 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
vq-Tq> 7.8偏振光的干涉351
[xe(FFl+ 7.8.1平行偏振光的干涉351
]a F,r" 7.8.2会聚光的偏光干涉354
2I(b ad 7.9电光效应357
h;?=:( 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
:Q@=;P2 7.9.2电光张量357
q1Gc0{+) 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
-'ePx f 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
'id]<<F 7.9.5横向泡克尔效应363
P(D0ru 7.9.6电光效应的应用364
_+73Y' 7.10声光效应369
\wwY?lOe 7.10.1声光衍射369
Jn!-Wa, 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
7DQ{#Gf#G 7.10.3布拉格衍射371
2Hl0besm 7.10.4声光效应的应用373
}q7rR:g 7.11旋光现象375
d~n|F|`: 7.11.1旋光现象的观察和规律375
`p0+j 7.11.2旋光现象的解释377
/R\]tl#2j 7.12磁致旋光效应 379
=8:m:Y&|`G 7.12.1法拉第效应379
~IrrX,mp: 7.12.2法拉第效应的应用381
b|F4E{{D^ 例题383
Qa-]IKOs 习题388
s~(!m. R 第8章光的吸收、色散和散射391
vcm66J.14 8.1光与物质相互作用的经典理论391
,rkY1w- 8.1.1经典理论的基本方程392
I.#V/{J 8.1.2介质的复折射率393
GF]V$5.ps 8.2光的吸收396
LE$_qX`L 8.2.1光吸收定律396
^~\cx75D 8.2.2一般吸收与选择吸收397
*q**,_?; 8.2.3吸收光谱399
QCjC|T9 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
'e
@`HG
8.3光的色散403
7:iTx;,v 8.3.1正常色散与反常色散404
`P/7Mf 8.3.2光孤子406
EMK>7 aks 8.4光的散射407
bn$a7\X- 8.4.1线性散射408
,c }R*\ 8.4.2非线性散射413
#2AKO/ 例题417
-!w({rP 习题418
O.OPIQ=?:w 第9章现代光学技术简介420
wNQhz.>y 9.1航天光学遥感420
=@BVO@z@ 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
R)}ab{A 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
MC=pN(l 9.1.3航天光学遥感的发展426
mIk8hA@B_ 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
l@:|OGD;8 9.2自适应光学430
fH{ _X 9.2.1自适应光学的概念430
fviq}. 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
NmbA~i 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
fSR+~Vy 9.2.4自适应光学技术应用举例437
{DfXn1Cg0U 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
~\uI&S5 9.3红外与微光成像442
D=ZH? d 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
W_JFe(=3, 9.3.2红外热成像技术443
_4+'@u
# 9.3.3微光成像技术448
Lmp_8q-Ej 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
9:[L
WT& 9.4瞬态光学456
B}OM:0 9.4.1高速摄影456
c_p7vvI&c0 9.4.2超短脉冲激光技术460
Cf&.hod 9.5光学信息处理462
A!xx#+M 9.5.1光学信息处理的基本原理462
[yFf(>B 9.5.2光学信息处理的应用举例465
Nj~3FL 9.5.3空间光调制器469
kx3?'=0;5 9.5.4小结472
3y9R1/! 9.6微光学472
<,:p?36 9.6.1微光学的基本概念472
q-tm`t*7 9.6.2微光学元件和系统的设计474
816OV 9.6.3微光学元件加工技术475
<4{Jm8zJ 9.6.4微光学元件的应用483
VgBZ@*z(x 9.6.5我国在微光学方面的研究486
Wjf,AjL\ 9.7单片光电集成486
APR"%(xD# 9.7.1单片光电集成的概念487
L+GVB[@3Y 9.7.2Si基单片OEIC489
L'A>IBrz 9.7.3GaAs基单片OEIC490
SAQ|1I#"/ 9.7.4InP基单片OEIC491
=uG}pgh0 9.7.5小结494
3_5]0:?]- 习题答 案495
KO!.VxG]_ 参考文献502