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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{-\VX2:;[9 Hk;) l3oB 光学教程 ^'aMp}3iu ]]bL;vlw 作者:叶玉堂
.e%B' 图书详细信息: dg42K`E ISBN:7302114617
zLLe3?8: 定价:48元
>=U n=Q% 印次:1-1
}))JzrqAe 装帧:平装
*Z"(K\1TH 出版日期:2005-8-1
EK}f-Xei 图书简介: c1p*}T 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。
N{6Lvq[8 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。
t6O/Q0_ 前言: W%RjjLJ@ 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。
DcQsdeuQ 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。
d.uJ}=| 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!
w0^T- O`< 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-
X|- 编者
pjX')i< 2005年2月于电子科技大学
t^qPQ;"=, 目录: g&"__~dS-F 第一篇应 用 光 学
NI136P 第1章几何光学基础3
3YF*TxKx 1.1几何光学的基本定律3
}$|uIS 1.1.1发光点、
光线和光束3
kycZ 1.1.2几何光学的基本定律4
- ?W hJ.U 1.1.3全反射5
#b4Pn`[ 1.1.4费马原理6
nAJ<@a 1.2物像基本概念7
=<,AzuV 1.2.1光学系统与完善像概念7
fu 95-)M 1.2.2物和像的概念8
QeVM9br)m 1.3球面和球面系统9
$=GZ"%ED 1.3.1符号法则9
k%Q>lf<e 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
vxzOG?Xc: 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
QNH5Cq;Y 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
w;(`!^xv 1.3.5球面反射镜17
EV 8}C= 1.3.6共轴球面系统19
V{[vIt* 1.3.7透镜21
L.z`>1 1.4平面与平面系统23
0g@
8x_3 1.4.1平面反射镜23
@iwg`j6ol 1.4.2平行平板26
f|1GlUA{t 1.4.3反射棱镜28
W=Ru?sG= 1.4.4折射棱镜32
tc@([XqH 1.4.5光楔33
+SSF=]4+ 1.5光学材料34
m4~Co*]w 例题37
KS/1ux4x 习题39
{g *kr1JM 第2章理想光学系统42
^MesP:[2 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
Fss7xP' 2.1.1理想光学系统的基本特性42
r~uWr'}a} 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
b"y][5VE 2.2理想光学系统的物像关系45
dM(}1%2 2.2.1图解法求像45
}Zwse%; 2.2.2解析法求像46
~'e/lX9g- 2.3理想光学系统的放大率48
AoEG%nT 2.3.1放大率48
\*s'S*~ 2.3.2节点和节平面49
<[2]p\rj 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
EwcN$Ma 2.4理想光学系统的组合52
yD+)!q" 2.4.1双光组组合52
H1'`*
}V 2.4.2多光组组合55
eGS1% [ 2.5单透镜57
E3\O?+h# 2.5.1单个折射球面的主点57
37 wm[Z 2.5.2单
透镜的基点与基面58
A|V
|vT7cb 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
Pgs^#(^> 2.6光学系统中的光束限制62
tdn[]|= 2.6.1光阑及其作用62
= !'gV:M 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
2bS)|#v<_t 2.6.3视场光阑65
\$2E 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
G l=dL<F 2.6.5光学系统的景深67
h*f= 2.6.6远心光路70
z6vRTY 2.7像差概述72
iO;q] 2.7.1轴上点球差72
XX5 ):1 2.7.2单色光轴外像差73
EnJAHgRV;e 2.7.3色差78
0sq1SHI{ 2.8波像差80
`RUr/|S 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
W
:PGj0? 2.9.1近轴光的矩阵表示82
#_}lF<k 2.9.2物像矩阵83
SnRTC<DDh 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
q79)nhC F 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
&_
Ewu@4 例题88
$Xw .iN]g 习题91
(u-i{< 第3章光学仪器的基本原理94
e*e}X&|(g 3.1眼睛94
`?PZvGi 3.1.1眼睛的结构94
6>)]7(B<d 3.1.2眼睛的调节96
}> k9]Y 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
|lIkmW{ 3.1.4眼睛的分辨率98
P$Y<
g/s4 3.2放大镜98
W$@q
~/E 3.2.1放大镜的放大率99
A+3@N99HeH 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
I.j`h2 3.3显微镜101
|<\LB 3.3.1显微镜的成像原理101
\BaN?u)a 3.3.2显微镜中的光束限制103
TSmuNCR 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
*TA${$K 3.3.4显微物镜106
NjVuwIm+ 3.4望远镜107
%O;"Z`I 3.4.1望远镜的一般特性107
Zgo^M,g 3.4.2望远物镜110
YMwMaU)K, 3.4.3望远镜目镜111
Dg/&m*Yl 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
LWc}j`Wd 3.5摄影系统118
X~Uvh8O 3.5.1摄影物镜的光学特性118
O B8fFd 3.5.2摄影物镜的景深120
d:O>--$_tw 3.5.3摄影物镜的类型121
bp:WN 3.6现代光学系统122
"?V4Tl~uu 3.6.1激光光学系统122
{IJV(%E 3.6.2傅里叶变换光学系统128
a <FzHCw 3.6.3线性成像物镜131
zTBr<: 习题133
x`w
4LF 第二篇物 理 光 学
[[QrGJr 第4章光的电磁理论137
v
I@Wuu: 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
mQBq-; 4.1.1电磁波谱137
+O}6 8N 4.1.2电磁场基本方程138
oJR0sbikP 4.2光波在各向同性介质中的传播141
gpsEN(.w 4.2.1波动方程141
RG[3LX/ 4.2.2时谐均匀平面波143
Yva^JB 4.3光波的偏振特性150
XQ--8G 4.3.1光波的偏振态150
,:G.V 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
e//28=OH 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
Gk*Mx6|N 4.4.1反射定律、折射定律154
=U!'v X d 4.4.2菲涅耳公式156
q i}HJkOq 4.4.3反射率和透射率160
@P6K`'.0 4.4.4全反射与临界角164
eHi|_3A&* 4.5光波场的频率谱168
3'Q H\t5 4.5.1光波场的时间频率谱168
B cd6~ 4.5.2光波场的空间频率谱173
EYd`qk3 4.6球面光波和柱面光波176
^6mlE+WY 4.6.1球面光波176
aG8}R~wH& 4.6.2柱面光波177
}]N7CWy
例题178
G6_Kid}"q 习题181
3/>McZ@OH 第5章光的干涉184
&4sUi K" 5.1光干涉的条件184
`UMv#-Y8 5.1.1光的干涉现象184
(EIdw\ 5.1.2光干涉的条件185
kWc%u-_ 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
..3TB=Z# 5.2双光束干涉189
bKYLBu: 5.2.1分波面双光束干涉189
"X g@X5BG 5.2.2分振幅双光束干涉193
NQ !t ` 5.3多光束干涉200
FAJ\9 5.3.1平行平板的多光束干涉200
C;}~C:aJ 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
.6+j&{WNo! 5.4光学薄膜208
bdk"7N 5.4.1单层光学薄膜208
9kuL1tcY 5.4.2多层光学薄膜210
r5Jy( ~ 5.4.3光学薄膜的应用214
u1/4WYJeJ 5.4.4高反射率的测量217
oU% rP 5.5典型的干涉仪及其应用219
^IOf% 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
*L%HH@] %_ 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
1Wtr_A 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
]8*g% 5.6光的相干性227
_W/s=pCh 5.6.1光的空间相干性227
'W3>lAPx! 5.6.2光的时间相干性232
*4Y1((1k 例题235
m,,-rC 习题238
$GNN*WmHw 第6章光的衍射243
RlyF#X#7{ 6.1光的衍射现象243
z*>"I 6.2衍射的基本原理244
UGj!I 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
@bOhnd#W 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
1T!b#x4 6.2.3衍射的巴比涅原理250
Jm0P~E[n 6.3夫琅禾费衍射250
LoSblV 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
v*<hE>J0 6.3.2矩孔衍射251
Mg W0
). 6.3.3单缝衍射255
!fZ\GOx 6.3.4圆孔衍射256
{3@f(H m 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
oS0l Tf\ 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
F?\XhoJ3G 6.4.2成像系统的分辨率261
"6 |j
0?Q 6.5夫琅禾费多缝衍射264
L/_h5Q:'W 6.5.1强度分布公式264
t*m04* } 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
"}!|V)K 6.6衍射光栅270
q,F\8M\$ 6.6.1光栅的分光性能270
D)U
9xA)J 6.6.2闪耀光栅273
[^$nt 6.6.3波导光栅275
s]50Y-C 6.7菲涅耳衍射278
jOa .h 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
>8D!K0?E 6.7.2菲涅耳波带片282
R2vT\ 6xv 6.7.3菲涅耳直边衍射285
x2=Bu#Y 6.8全息术290
Yrs7F.Y" 6.8.1全息术的原理291
fz\C$[+u 6.8.2全息术的特点293
JS<S?j?*/ 6.8.3全息术的应用293
$wg5q\Rv 例题296
KiAWr-~gJ 习题299
>!848J 第7章晶体光学302
zsFzF`[k 7.1介电张量302
njtz,qt_;G 7.1.1各向异性介质的介电张量302
=5/ow!u8 7.1.2介电张量的对称性304
1fm4:xHH 7.2单色平面波在晶体中的传播306
Q^prHn*@ 7.2.1相速度和光线速度306
|tIr?nXSW3 7.2.2菲涅耳公式309
jj_z#6{ 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
.A<G$ db
? 7.3.1晶体的光学分类311
0uV3J 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
:7UC=GKQk 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
g"ha1<y< 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
ADK)p? 7.4晶体光学性质的图形表示318
`qnp 7.4.1折射率椭球318
7aRtw:PQn 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
mivb}cKM 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
O 7RIcU 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
CX?q%o2b 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
iGB1f*K%x 7.5.3斯涅耳作图法329
G%^jgr) 7.6偏振器和补偿器332
~k\Dde 7.6.1偏振器332
V[ju7\>$Z 7.6.2波片338
d-c<dS+R 7.6.3补偿器341
Q,R>dkS 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
SW5V:|/ 7.7.1偏振光的矩阵表示343
3}aKok"k 7.7.2正交偏振345
7 OAM 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
[ )3rc}:1 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
n2}(Pt. 7.8偏振光的干涉351
K8#MQR2@ 7.8.1平行偏振光的干涉351
-]el_:H 7.8.2会聚光的偏光干涉354
2[~|#0x 7.9电光效应357
~MWI-oK 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
Ln:6@Ok)5% 7.9.2电光张量357
LNp{lC 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
GT.1,E,Vw 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
F
t/yPv
7.9.5横向泡克尔效应363
-yOwX2Wv5; 7.9.6电光效应的应用364
QO2@K1Y 7.10声光效应369
z]_2lx2e 7.10.1声光衍射369
j9gn7LS 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
VyX5MVh 7.10.3布拉格衍射371
;)~}/nR<a 7.10.4声光效应的应用373
)5T82=[h< 7.11旋光现象375
{uUV(FzF6 7.11.1旋光现象的观察和规律375
n(I,pF 7.11.2旋光现象的解释377
M~%P1@% 7.12磁致旋光效应 379
:o~]FVf 7.12.1法拉第效应379
UE9RrfdN 7.12.2法拉第效应的应用381
;~D$rT 例题383
Q g~cYwX 习题388
7Tb[sc' 第8章光的吸收、色散和散射391
/H4Z.|@ 8.1光与物质相互作用的经典理论391
n%|og^\0 8.1.1经典理论的基本方程392
'tTUro1~ 8.1.2介质的复折射率393
Tp46K\}Uf 8.2光的吸收396
WwsH7X) 8.2.1光吸收定律396
m)7Ql!l 8.2.2一般吸收与选择吸收397
Q
XSS 8.2.3吸收光谱399
FKZ'6KM&A 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
(1EtC{
m 8.3光的色散403
BG|m5f 8.3.1正常色散与反常色散404
5P Zzaz< 8.3.2光孤子406
JBhM*-t(M1 8.4光的散射407
x~Y{
{ 8.4.1线性散射408
Ez8k.]q u 8.4.2非线性散射413
kEgpF{"%n 例题417
rp9?p% 习题418
{V,aCr 第9章现代光学技术简介420
[Dhqyjq 9.1航天光学遥感420
u6nO\.TTtY 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
rJZR8bo 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
*b'4>U 9.1.3航天光学遥感的发展426
Um}f7^fp^l 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
]p8zT|bv 9.2自适应光学430
7s0\`eXo/ 9.2.1自适应光学的概念430
3v@h&7<E 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
qk~m\U8r 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
nb<e<>L 9.2.4自适应光学技术应用举例437
>?Duz+W) 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
IM% ,A5u 9.3红外与微光成像442
vPz$+&{I 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
hkb&]XWi[ 9.3.2红外热成像技术443
0G31Kou 9.3.3微光成像技术448
NbC2N)L4 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
)I#{\^ 9.4瞬态光学456
^Q6?T(%$ 9.4.1高速摄影456
@ ]40xKF 9.4.2超短脉冲激光技术460
Lqdapx"Z_ 9.5光学信息处理462
T>f6V 5 9.5.1光学信息处理的基本原理462
-Bl]RpHCe 9.5.2光学信息处理的应用举例465
I8a3: ) 9.5.3空间光调制器469
*`}
!{
Mb 9.5.4小结472
FDFwx| 9.6微光学472
-woFKAy` 9.6.1微光学的基本概念472
zYrJHn#vB 9.6.2微光学元件和系统的设计474
o$eo\X?J? 9.6.3微光学元件加工技术475
)=#e*1!b 9.6.4微光学元件的应用483
=A!rZG 9.6.5我国在微光学方面的研究486
]#Cc7wa
9.7单片光电集成486
),CKuq> 9.7.1单片光电集成的概念487
nK32or3 9.7.2Si基单片OEIC489
55' 9.7.3GaAs基单片OEIC490
U
shIQh 9.7.4InP基单片OEIC491
DK
eB%k 9.7.5小结494
4Q/{lqG 习题答 案495
CuD}Uo+u 参考文献502