光学专业书籍推荐:第一本《光学教程》,出版日期:2005-8-1。
V# %spW ' /* rCB
Yt<PKs#E sWCm[HpG 光学教程 Q]'!FmXf JF\viMfR 作者:叶玉堂
9<r}s 图书详细信息: N~KRwsDH ISBN:7302114617
^"#rDP"v 定价:48元
)CTM 印次:1-1
&>b1ES.> 装帧:平装
,5"]K'Vce 出版日期:2005-8-1
d*(\'6? 图书简介: `GWq3c5 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。
EQhV}9 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。
Bj[/tQ 前言: PGhZ`nl 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。
,(=]6V 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。
YfU#kvE' 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!
;i?!qB>baX 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。
RUtS_Z& 编者
~,1q :Kue 2005年2月于电子科技大学
%$KO]
目录: ?7ZlX?D[ 第一篇应 用 光 学
N6 8>` 第1章几何光学基础3
ng*E9Puu[ 1.1几何光学的基本定律3
q,&T$Tw 1.1.1发光点、
光线和光束3
OkUpgXU 1.1.2几何光学的基本定律4
u@'zvkb@ 1.1.3全反射5
u\?u4 1.1.4费马原理6
<%7
V`,*g/ 1.2物像基本概念7
sB/s17ar 1.2.1光学系统与完善像概念7
s@iCfX U 1.2.2物和像的概念8
Y/(-mcR 1.3球面和球面系统9
X($SBUS6 1.3.1符号法则9
R u-rp^a 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
mcG$V0D <{ 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
EC&,0i4n: 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
=Q/>g6 1.3.5球面反射镜17
~{Bi{aK2 1.3.6共轴球面系统19
W
(=B H 1.3.7透镜21
[wG%@0\ 1.4平面与平面系统23
>MrU^t 1.4.1平面反射镜23
x@}Fn:c!5 1.4.2平行平板26
@v=q,A8_ 1.4.3反射棱镜28
2H "iN[2A 1.4.4折射棱镜32
~=ys~em e 1.4.5光楔33
KHN
,SB 1.5光学材料34
d~8~RT2m 例题37
ptQ(7N 习题39
(*BW/.Fq 第2章理想光学系统42
-=IM8Dny 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
n82Q.M-H 2.1.1理想光学系统的基本特性42
*)I1gR~ 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
LL
[>Uu?Y 2.2理想光学系统的物像关系45
VC7F#a*V 2.2.1图解法求像45
J@iN':l- 2.2.2解析法求像46
&Qjl|2 2.3理想光学系统的放大率48
R*m"'|U 2.3.1放大率48
qQvb;jO 2.3.2节点和节平面49
< z)G& h@ 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
D .`\ ^a 2.4理想光学系统的组合52
j56 An6g 2.4.1双光组组合52
3>Snd9Q 2.4.2多光组组合55
@~3c;9LkY 2.5单透镜57
I!D*( > 2.5.1单个折射球面的主点57
n#cN[C9 2.5.2单
透镜的基点与基面58
}}1Q<puM 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
]H2aYi$ 2.6光学系统中的光束限制62
mO.U)tL[ 2.6.1光阑及其作用62
]'/]j 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
%m3efaC 2.6.3视场光阑65
o+TZUMm 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
*,
K
\A 2.6.5光学系统的景深67
xltu
g## 2.6.6远心光路70
;i>E@ 2.7像差概述72
EZBzQ"" 2.7.1轴上点球差72
09s}@C 2.7.2单色光轴外像差73
G1tp 2.7.3色差78
~#\#!H7 2.8波像差80
p ]=;t" 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
C|LQYz-{ 2.9.1近轴光的矩阵表示82
4&fnu/,Z 2.9.2物像矩阵83
k)Wz b 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
^j}sS!p 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
wgrOW]e 例题88
a0\UL"z#+ 习题91
iZk``5tPE 第3章光学仪器的基本原理94
1A-EP@# J 3.1眼睛94
&y\2:IyA 3.1.1眼睛的结构94
DU8LU*q' 3.1.2眼睛的调节96
)n@ 3@NV 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
HC,@tfS 3.1.4眼睛的分辨率98
GJPZ[bo 3.2放大镜98
vy2aNUmt 3.2.1放大镜的放大率99
]i2\2MTW8 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
A8GlE 3.3显微镜101
}4%)m 3.3.1显微镜的成像原理101
" SqKS,J 3.3.2显微镜中的光束限制103
y/eX(l<{ 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
kH-b! 3.3.4显微物镜106
3HR]T Q%r 3.4望远镜107
!Jl0Eu 3.4.1望远镜的一般特性107
|LH*)GrD*t 3.4.2望远物镜110
s;$TX30 4 3.4.3望远镜目镜111
>+8I =S 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
IQ~7vk() 3.5摄影系统118
l}c2l' 3.5.1摄影物镜的光学特性118
a@ }r[0O 3.5.2摄影物镜的景深120
;NeEgqW" 3.5.3摄影物镜的类型121
/j@ `aG(a 3.6现代光学系统122
rxeXz< 3.6.1激光光学系统122
ZY$@_D OB} 3.6.2傅里叶变换光学系统128
LfXr(2u 3.6.3线性成像物镜131
T?{9Z 习题133
,8nZzVo 第二篇物 理 光 学
@rE)xco 第4章光的电磁理论137
:=v{inN 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
?Zp!AV 4.1.1电磁波谱137
F@roQQu 4.1.2电磁场基本方程138
$OoN/^kv 4.2光波在各向同性介质中的传播141
tN> B$sv 4.2.1波动方程141
+ Z2<spqG 4.2.2时谐均匀平面波143
%v:h]TA 4.3光波的偏振特性150
^ZWFj?`\UV 4.3.1光波的偏振态150
;o459L>sW 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
TFDCo_>o 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
g@VndAp 4.4.1反射定律、折射定律154
LlY*r+Cgl1 4.4.2菲涅耳公式156
1t=X: ]0j 4.4.3反射率和透射率160
K(fLqXE% 4.4.4全反射与临界角164
G11.6]?Gg 4.5光波场的频率谱168
-8 =u{n 4.5.1光波场的时间频率谱168
a;(zH*/XK 4.5.2光波场的空间频率谱173
l5]oS?>y 4.6球面光波和柱面光波176
:";D.{|| 4.6.1球面光波176
b7sE 4.6.2柱面光波177
rGGepd 例题178
e4%*I8
^e 习题181
ey\{C`(__y 第5章光的干涉184
4@iJ|l 5.1光干涉的条件184
G2{ M#H 5.1.1光的干涉现象184
AeCG2!8^0 5.1.2光干涉的条件185
T&"dBoUq>G 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
pQ(eF0KG 5.2双光束干涉189
$_zkq@ 5.2.1分波面双光束干涉189
dN/ "1%9) 5.2.2分振幅双光束干涉193
^WW|AS 5.3多光束干涉200
~.9o{?pbG 5.3.1平行平板的多光束干涉200
[*{\R`M 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
lc?mKW9 5.4光学薄膜208
\(U" _NPp 5.4.1单层光学薄膜208
05VOUa*pb 5.4.2多层光学薄膜210
`pd 5.4.3光学薄膜的应用214
j*~dFGl) 5.4.4高反射率的测量217
+ >gbZ-S 5.5典型的干涉仪及其应用219
RR"WO 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
xZ=FH>Y6' 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
%i
-X@.P 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
Hu(flc+z" 5.6光的相干性227
6Vbv$ AU 5.6.1光的空间相干性227
Ld3Bi2d| 5.6.2光的时间相干性232
3 [)s;e 例题235
rjAkpAT 习题238
) UDJ[pL@ 第6章光的衍射243
ngY+Ym 6.1光的衍射现象243
$:BK{,\
6.2衍射的基本原理244
:e<`U~8m 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
%3c| 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
DkF2R @ 6.2.3衍射的巴比涅原理250
hp]ng!I{\u 6.3夫琅禾费衍射250
{ .3 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
=Q8H]F 6.3.2矩孔衍射251
jo;uR l 6.3.3单缝衍射255
%][$y7 6.3.4圆孔衍射256
DR yESi 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
k#Ez 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
f5yux}A{ 6.4.2成像系统的分辨率261
hLytKPgt 6.5夫琅禾费多缝衍射264
$v'Y: 6.5.1强度分布公式264
JXLWRe 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
`zzKD2y 6.6衍射光栅270
h/X5w4 6.6.1光栅的分光性能270
U.hERe~X 6.6.2闪耀光栅273
=2nn "YVP 6.6.3波导光栅275
v :+8U[x 6.7菲涅耳衍射278
s@ 20#D 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
[UJEU~XC 6.7.2菲涅耳波带片282
P"bknXL 6.7.3菲涅耳直边衍射285
gVnwsE 6.8全息术290
A`x
-L 6.8.1全息术的原理291
&vFqe,Z 6.8.2全息术的特点293
(3N"oE.b] 6.8.3全息术的应用293
QlRoe|{ 例题296
%0NkIQ`C 习题299
*TM;trfz 第7章晶体光学302
]~prR? 7.1介电张量302
Ev+HW x~Y 7.1.1各向异性介质的介电张量302
'wz\tT ^ 7.1.2介电张量的对称性304
;J(rw
7.2单色平面波在晶体中的传播306
+dCDM1{_a 7.2.1相速度和光线速度306
Xb=2/\}|f 7.2.2菲涅耳公式309
&SjHrOG? 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
*,W!FxJ 7.3.1晶体的光学分类311
0i5y(m&7 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
B?;' lDz* 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
Qst
\b8, 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
=sE2}/g 7.4晶体光学性质的图形表示318
QY~<~<d+G 7.4.1折射率椭球318
?E+:]j_ 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
g5tjj. 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
^"O{o8l>2 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
x)ddRq
l 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
t;.^K\S4 7.5.3斯涅耳作图法329
}XX~
W}M(\ 7.6偏振器和补偿器332
t['k%c 7.6.1偏振器332
Ew
%{ i(d 7.6.2波片338
axK6sIxx 7.6.3补偿器341
b^[W_y 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
d ~{jEg 7.7.1偏振光的矩阵表示343
3Q'[Ee2-3 7.7.2正交偏振345
#`jE%ONC 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
9Z,*h-o 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
E0"10Qbi 7.8偏振光的干涉351
lAdDu 7.8.1平行偏振光的干涉351
bA@
/B' 7.8.2会聚光的偏光干涉354
9VoDhsKk 7.9电光效应357
~L %Pz0Gg 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
`fBG~NDw 7.9.2电光张量357
V_&GYXx(J 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
7FmbV/&c 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
|SGgy|/a# 7.9.5横向泡克尔效应363
nG"tO'J6 7.9.6电光效应的应用364
?EI'^xg 7.10声光效应369
W@I
02n2H 7.10.1声光衍射369
yZYKwKG 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
P?9nTG 7.10.3布拉格衍射371
$; Q$W9+ 7.10.4声光效应的应用373
]2Sfkl0 7.11旋光现象375
M{`/f@z( 7.11.1旋光现象的观察和规律375
T-4/d5D[ 7.11.2旋光现象的解释377
^FP}
qW~;9 7.12磁致旋光效应 379
J DLTOLG 7.12.1法拉第效应379
$_Y/'IN`k 7.12.2法拉第效应的应用381
]g{hhP3> 例题383
W8w3~ 习题388
m7$8k@r 第8章光的吸收、色散和散射391
Q)09]hP[Xj 8.1光与物质相互作用的经典理论391
0:Ar|to$m 8.1.1经典理论的基本方程392
-O'{:s~ 8.1.2介质的复折射率393
wgCvD 8.2光的吸收396
e8$l0gzaD 8.2.1光吸收定律396
;wJ~ha C 8.2.2一般吸收与选择吸收397
ePf+[pV3 8.2.3吸收光谱399
exfmq 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
W7H&R, 8.3光的色散403
Q*]$)D3n 8.3.1正常色散与反常色散404
Lj}>Xy(7< 8.3.2光孤子406
C>.e+V+': 8.4光的散射407
L2KG0i`+ 8.4.1线性散射408
z< z*Wz 8.4.2非线性散射413
/:bKqAz;M 例题417
,zQo {. 习题418
_eGT2,D5r 第9章现代光学技术简介420
l^.K'Q1~a 9.1航天光学遥感420
P Q7A~dw9 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
j5PL{6 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
&e5(Djz8t 9.1.3航天光学遥感的发展426
|+>uA[6# 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
))!Bg?t- 9.2自适应光学430
N;uUx#z 9.2.1自适应光学的概念430
KkEv#2n 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
Jlp<koy 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
>*I N 9.2.4自适应光学技术应用举例437
q# MM 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
W4(v6>5l 9.3红外与微光成像442
>1A*MP4 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
2K;#Evn'j 9.3.2红外热成像技术443
)l_@t(_ 9.3.3微光成像技术448
Guh%eR'Wt 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
3{KR
{B#L 9.4瞬态光学456
'Y.Vn P&H 9.4.1高速摄影456
Mi ; glm 9.4.2超短脉冲激光技术460
b/t 9.5光学信息处理462
({4] 9.5.1光学信息处理的基本原理462
EFAGP${F 9.5.2光学信息处理的应用举例465
Y2C9(Zk
U 9.5.3空间光调制器469
&rp!%]+xAM 9.5.4小结472
d6`OXTD 9.6微光学472
Z?oG*G: 9.6.1微光学的基本概念472
oBA`|yW{U 9.6.2微光学元件和系统的设计474
b;#\~(a 9.6.3微光学元件加工技术475
yPV'pT) 9.6.4微光学元件的应用483
ZU^IH9 9.6.5我国在微光学方面的研究486
FW8-'~ 9.7单片光电集成486
Bn?:w\%Ue 9.7.1单片光电集成的概念487
m
41t(i 9.7.2Si基单片OEIC489
XF|WCZUnY% 9.7.3GaAs基单片OEIC490
G/vC~6x 9.7.4InP基单片OEIC491
9AHSs,.t 9.7.5小结494
_tAQ=eBO 习题答 案495
C9qJP^F 参考文献502