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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&'mq).I2 光学教程 O(_a6s+m K> rZJ[a 作者：叶玉堂
K1_]ne)
图书详细信息： San=E@3}v! ISBN：7302114617
Uo~-^w} 定价：48元
dF`\ewRFn 印次：1-1
HCCEIgCT 装帧：平装
h1A/:/_M6 出版日期：2005-8-1
qH8d3?1XO 图书简介： ZaZm$.s n 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。
6m\MYay 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。
6-+ q3#e 前言： <mk'n6B 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。
~ {xm(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。
NI%&Xhn!*> 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!
4 g%BCGsys 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。
#Bih=A
# 编者
5gg
Yg $ 2005年2月于电子科技大学
fqY; > Z 目录： J^Mq 4& 第一篇应 用 光 学
! D \u 2h 第1章几何光学基础3
MB"TwtW 1.1几何光学的基本定律3
IQm[ ,Fh 1.1.1发光点、
光线和光束3
Il8,g+W] 1.1.2几何光学的基本定律4
^ W*T~V*8 1.1.3全反射5
=.Hq]l6+ 1.1.4费马原理6
-aV!ZODt 1.2物像基本概念7
>Av[`1a2F 1.2.1光学系统与完善像概念7
q b[UA5S\` 1.2.2物和像的概念8
zZhA]J 1.3球面和球面系统9
GdlzpBl 1.3.1符号法则9
Rn4Bl8z'> 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
t x9;8K3 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
?6#F9\ 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
KT9!R 1.3.5球面反射镜17
[2l2w[7Rid 1.3.6共轴球面系统19
o Z!1^o3V 1.3.7透镜21
N}/|B} 1.4平面与平面系统23
d'okXCG 1.4.1平面反射镜23
m) - D rbE 1.4.2平行平板26
[d3i _^\ 1.4.3反射棱镜28
FD*) @4<o 1.4.4折射棱镜32
e{}o QK 1.4.5光楔33
; dR4a@ 1.5光学材料34
"gQ-{ W 例题37
m8:9 Uv 习题39
kgZiyPcw 第2章理想光学系统42
$-Yq? : 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
[J-uvxD 2.1.1理想光学系统的基本特性42
Ht,dMt>: 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
-yJ%G1R 2.2理想光学系统的物像关系45
H[M(t^GM 2.2.1图解法求像45
qrw "z
iW 2.2.2解析法求像46
Z6S?xfhr'{ 2.3理想光学系统的放大率48
f7y3BWOi] 2.3.1放大率48
Ig{
3>vB 2.3.2节点和节平面49
3 & tJD 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
MKPw;@- 2.4理想光学系统的组合52
R2` -*PZ_ 2.4.1双光组组合52
`({ Bi!%i 2.4.2多光组组合55
A{IJ](5.kd 2.5单透镜57
=U- w!uW 2.5.1单个折射球面的主点57
S5(VdMd"^ 2.5.2单
透镜的基点与基面58
_s%;GWj 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
Q/2(qD; u 2.6光学系统中的光束限制62
|vUjoa'.7E 2.6.1光阑及其作用62
Zai:?%^ 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
1I#]OY#> 2.6.3视场光阑65
8 rE UZk 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
\v]esIP5R' 2.6.5光学系统的景深67
{S6:LsFfm 2.6.6远心光路70
dR|*VT\ 2.7像差概述72
+WTO_J7 2.7.1轴上点球差72
QrSF1y'd 2.7.2单色光轴外像差73
qZwqnH 2.7.3色差78
Kwmtt 2.8波像差80
/qwl;_Jcf 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
_t7}ny[ 2.9.1近轴光的矩阵表示82
9:v0gE+. 2.9.2物像矩阵83
v\}s(X(J 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
xr o%AM 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
, VYUQE>\
例题88
w40 -K5wt> 习题91
hziPHuK9, 第3章光学仪器的基本原理94
$eU oFa5A 3.1眼睛94
O}Mu_edM 3.1.1眼睛的结构94
,CED% 3.1.2眼睛的调节96
=Y ]'wb 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
;RUod .x 3.1.4眼睛的分辨率98
WV?3DzeR 3.2放大镜98
sn.0`Stt 3.2.1放大镜的放大率99
R[vA%G 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
C>=[fAr mO 3.3显微镜101
?"Ec#,~ 3.3.1显微镜的成像原理101
$O[$<D%H 3.3.2显微镜中的光束限制103
ur @"wcl"V 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
PO@b9O 3.3.4显微物镜106
P
?A:0a 3.4望远镜107
(Z |Nz *< 3.4.1望远镜的一般特性107
G4jyi&] 3.4.2望远物镜110
{?YBJnG}x 3.4.3望远镜目镜111
*P;
cSx?2 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
G 5!J9@Yi 3.5摄影系统118
'Z}3XVZEN 3.5.1摄影物镜的光学特性118
\NF5)] : 3.5.2摄影物镜的景深120
Ej#pM. 3.5.3摄影物镜的类型121
'jA>P\@8 3.6现代光学系统122
c_ Dg0 3.6.1激光光学系统122
<
pWk
3.6.2傅里叶变换光学系统128
D3(rD]c0{ 3.6.3线性成像物镜131
DOB#PI [/ 习题133
s%/x3anz= 第二篇物 理 光 学
,~nrNkhp 第4章光的电磁理论137
j0uu* )Rk 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
r>, s-T!7 4.1.1电磁波谱137
CwdeW.A" j 4.1.2电磁场基本方程138
8_=MP[(H 4.2光波在各向同性介质中的传播141
k/,7FDO?m 4.2.1波动方程141
e jh0Wfl 4.2.2时谐均匀平面波143
A?+cdbxJw 4.3光波的偏振特性150
L )53o! 4.3.1光波的偏振态150
EC`=nGF 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
6 6C_XT 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
,k |QuOrCh 4.4.1反射定律、折射定律154
K'f `}y9 4.4.2菲涅耳公式156
] rS:# LK 4.4.3反射率和透射率160
4r tNvf5` 4.4.4全反射与临界角164
E]c0+rh~ 4.5光波场的频率谱168
>)*0lfxTZ 4.5.1光波场的时间频率谱168
12 o6KVV^x 4.5.2光波场的空间频率谱173
r~YxtBZH+ 4.6球面光波和柱面光波176
ep)O|_= 4.6.1球面光波176
H#:Aby-d} 4.6.2柱面光波177
Xx?~%o6 例题178
ncdj/C 习题181
ZE:!>VXa87 第5章光的干涉184
nw, XA0M3 5.1光干涉的条件184
sL4j@Lt 5.1.1光的干涉现象184
_@@.VmZL 5.1.2光干涉的条件185
l>*L
Am5 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
M97MIku~9 5.2双光束干涉189
bR'UhPs-8; 5.2.1分波面双光束干涉189
A/sM
?!p>_ 5.2.2分振幅双光束干涉193
21sXCmYR,t 5.3多光束干涉200
+[2ep"5H 5.3.1平行平板的多光束干涉200
HB*H%>L{"B 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
V/Q/Ujgg 5.4光学薄膜208
C17$ qdV/ 5.4.1单层光学薄膜208
`R x\wfr} 5.4.2多层光学薄膜210
!6FO[^h||H 5.4.3光学薄膜的应用214
[=]LR9c 4 5.4.4高反射率的测量217
~s2la~gu 5.5典型的干涉仪及其应用219
"_
H 9]}Q 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
+lw8YH 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
! rTkH4!_ 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
p+#]Jr 5.6光的相干性227
p8(Z{TSv 5.6.1光的空间相干性227
XsGc! o 5.6.2光的时间相干性232
\rM5@
Vf 例题235
$ww0$ 习题238
y`\rb<AZ*t 第6章光的衍射243
H (tT8Q5i 6.1光的衍射现象243
i\dd 6.2衍射的基本原理244
r !;wKO 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
^l{q{ O7U$ 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
x5R|,bY 6.2.3衍射的巴比涅原理250
Ks Qn %mxS 6.3夫琅禾费衍射250
I~ Q
G 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
2= zw ! 6.3.2矩孔衍射251
uc
Ph*M 6.3.3单缝衍射255
"sYZ3 6.3.4圆孔衍射256
3c+ps;nh 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
gMs B1 | 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
TjS & V 6.4.2成像系统的分辨率261
>';UF;\5]Q 6.5夫琅禾费多缝衍射264
^@f.~4P*I 6.5.1强度分布公式264
k]rc -c- 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
GL,( N| 6.6衍射光栅270
u] Z;Q_= 6.6.1光栅的分光性能270
^&KpvQNW_ 6.6.2闪耀光栅273
t!\B6!Fo 6.6.3波导光栅275
+!mEP> 6.7菲涅耳衍射278
{gb` %J 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
/vs79^& 6.7.2菲涅耳波带片282
@pl h 'f} 6.7.3菲涅耳直边衍射285
#ri;{d^6 6.8全息术290
HcM/ 6.8.1全息术的原理291
RT<HiV r` 6.8.2全息术的特点293
0i(c XB 6.8.3全息术的应用293
yof8L WXx 例题296
r 7FpR! 习题299
S]Ye` 第7章晶体光学302
Z8`Y}#Za [ 7.1介电张量302
*tfD^nctO 7.1.1各向异性介质的介电张量302
D2I |Z 7.1.2介电张量的对称性304
dO Vu D( 7.2单色平面波在晶体中的传播306
OMAvJzK . 7.2.1相速度和光线速度306
Jwpc8MQ 7.2.2菲涅耳公式309
1E=E ?$9sg 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
o37 D~V; 7.3.1晶体的光学分类311
BS3{TGn 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
!8&EkXTw, 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
F+! 9T 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
8^6 7,I-c 7.4晶体光学性质的图形表示318
a SMoee@! 7.4.1折射率椭球318
&WZ&Tt/)/ 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
C U: HTz= 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
S$
k=70H 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
o4jh n[Fx 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
SqZ .}s 7.5.3斯涅耳作图法329
iN_P25Z<r 7.6偏振器和补偿器332
beB3*o 7.6.1偏振器332
_& r1 9pY 7.6.2波片338
xlH3t&i7 7.6.3补偿器341
T+oOlug 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
[I}z\3Z
% 7.7.1偏振光的矩阵表示343
mpQu:i|W 7.7.2正交偏振345
_9'hmej 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
^!z(IE' 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
10xza=a 7.8偏振光的干涉351
>[;L. 7.8.1平行偏振光的干涉351
/D964VR1M\ 7.8.2会聚光的偏光干涉354
I&`aGnr^^ 7.9电光效应357
4s@Tn>%SP 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
0rvBjlFT 7.9.2电光张量357
v3{%U 1>}v 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
N`~f77G 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
[^D>xD3B2 7.9.5横向泡克尔效应363
Bg}l$ ?S 7.9.6电光效应的应用364
33&l.[A"!} 7.10声光效应369
+X`&VO6~ 7.10.1声光衍射369
Ze <)B
* 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
>!Xj%RW 7.10.3布拉格衍射371
o]]sm}3N 7.10.4声光效应的应用373
*Q#oV}D_ 7.11旋光现象375
'bs HoO 7.11.1旋光现象的观察和规律375
m6#a { 7.11.2旋光现象的解释377
#M4LG; B 7.12磁致旋光效应 379
6)BPDfU, 7.12.1法拉第效应379
aKE`nA0\B 7.12.2法拉第效应的应用381
C_JO:$\rE 例题383
Xpp v 习题388
":q+"*fy 第8章光的吸收、色散和散射391
gAVD-]` 8.1光与物质相互作用的经典理论391
+o): grWvQ 8.1.1经典理论的基本方程392
jFip-=T{4 8.1.2介质的复折射率393
I1rB,%p 8.2光的吸收396
mn\A)R Q 8.2.1光吸收定律396
I@\D
tQZ 8.2.2一般吸收与选择吸收397
H23 O]r 8.2.3吸收光谱399
bZr,jLEf 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
n_:EWm$\ 8.3光的色散403
v+}${h9 8.3.1正常色散与反常色散404
e=aU9v
L 8.3.2光孤子406
wS+!>Q_]w 8.4光的散射407
/ DP0K
@% 8.4.1线性散射408
g* `xEb= ' 8.4.2非线性散射413
5W$Jxuy qj 例题417
i+pQ 7wx 习题418
BO7XN; 第9章现代光学技术简介420
R$66F>Jz^ 9.1航天光学遥感420
wX_~H*m? 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
t&NpC;>v 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
B?yj U[/R 9.1.3航天光学遥感的发展426
M < .1U?_# 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
NqGSoOjIO2 9.2自适应光学430
I>##iiKN 9.2.1自适应光学的概念430
Od ^Sr4C 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
LAY:R{vI 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
n>7aZ 1Qa 9.2.4自适应光学技术应用举例437
UO#`Ak 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
yimK"4!j5A 9.3红外与微光成像442
0TSB<,9a[ 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
u~2]$ /U 9.3.2红外热成像技术443
l5~O }`gfh 9.3.3微光成像技术448
Iqn
(NOq^[ 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
2Q\\l @b\ 9.4瞬态光学456
MJrPI a[pN 9.4.1高速摄影456
9_,f)2)~W 9.4.2超短脉冲激光技术460
,,+4d :8$ 9.5光学信息处理462
rZcSG(d`53 9.5.1光学信息处理的基本原理462
RgW#z-PZF 9.5.2光学信息处理的应用举例465
s$? LMfT 9.5.3空间光调制器469
aWH 9.5.4小结472
n\V7^ N 9.6微光学472
u`.)O2)xU 9.6.1微光学的基本概念472
V0 # Ocq, 9.6.2微光学元件和系统的设计474
k<CbI
V 9.6.3微光学元件加工技术475
Pqw<nyC. 9.6.4微光学元件的应用483
Pr(@&:v: 9.6.5我国在微光学方面的研究486
)J 0h\ky 9.7单片光电集成486
a wvP;F?q| 9.7.1单片光电集成的概念487
h_+ 9.7.2Si基单片OEIC489
nxx/26{
9.7.3GaAs基单片OEIC490
E`V\/`5D 9.7.4InP基单片OEIC491
%[s%H)e) 9.7.5小结494
yN0`JI 习题答 案495
Ej
5_d 参考文献502
