光学专业书籍推荐:第一本《光学教程》,出版日期:2005-8-1。
D*2p ]&tr\-3
uD*s^ />j+7ts 光学教程 N~K)0RETn ,+5VeRyrV 作者:叶玉堂
A%2M]];%X 图书详细信息: fylA0{ ISBN:7302114617
2KNKdV3NK 定价:48元
*U^\Mwp 印次:1-1
`] dx% 装帧:平装
OTjryJ^ 出版日期:2005-8-1
,I:m*.q 图书简介: CR8r|+(8 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。
=A&*SE o5 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。
Hn'2'Vu 前言: 1#X=&N 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。
CCvBE, ux 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。
z o))x( 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}Y 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。
<}'B-k9 编者
M[3w EX^ 2005年2月于电子科技大学
Ch&]<#E>` 目录: 7(+ZfY~w" 第一篇应 用 光 学
3usA 第1章几何光学基础3
bqwW9D( 1.1几何光学的基本定律3
rZCAj 1.1.1发光点、
光线和光束3
C-b% PgA 1.1.2几何光学的基本定律4
~ z&A 1.1.3全反射5
ua>~$`@gX 1.1.4费马原理6
N~<}\0 1.2物像基本概念7
?)QBJ9F 1.2.1光学系统与完善像概念7
b0x0CMf 1.2.2物和像的概念8
6)2M/( 1.3球面和球面系统9
6rC P]YnF 1.3.1符号法则9
*SG2k .$ 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
b2-|e_x 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
L<>NL$CrN 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
G y7x? 1.3.5球面反射镜17
t
}C
^E 1.3.6共轴球面系统19
l7y`$8Co 1.3.7透镜21
K[yJu 4 1.4平面与平面系统23
2_~XjwKE 1.4.1平面反射镜23
KGwL09) 1.4.2平行平板26
bh6wI%8H 1.4.3反射棱镜28
,
p=8tf# 1.4.4折射棱镜32
dC|#l?P 1.4.5光楔33
P\0%nyOG(% 1.5光学材料34
tZ24}~da 例题37
d3J_IW+8R$ 习题39
5va&N<U 第2章理想光学系统42
z"C(#Y56 x 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
>} (*s^!k 2.1.1理想光学系统的基本特性42
4zDAfi#0 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
mqc Z3lsv 2.2理想光学系统的物像关系45
d?X6x 2.2.1图解法求像45
&Zy=vk* 2.2.2解析法求像46
"/h"Xg>q 2.3理想光学系统的放大率48
(G!J== 2.3.1放大率48
Ywq+l]5/p 2.3.2节点和节平面49
h#;K9#x6 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
}ucg!i3C 2.4理想光学系统的组合52
KKJ [ 2.4.1双光组组合52
<a}|G1 h 2.4.2多光组组合55
;9\0x 2.5单透镜57
qinQ5 t 2.5.1单个折射球面的主点57
'ZgW~G]S 2.5.2单
透镜的基点与基面58
7%}}m&A7h 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
{NqGWkGt*b 2.6光学系统中的光束限制62
?
NK}q\$ 2.6.1光阑及其作用62
2n:J7PGD 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
A'R sy6 2.6.3视场光阑65
Io X9yGq 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
\uIC<#o"N 2.6.5光学系统的景深67
lhODNWi 2.6.6远心光路70
Z6ex<[`I 2.7像差概述72
%K,,Sl_ 2.7.1轴上点球差72
p{PYUW"?^ 2.7.2单色光轴外像差73
3!UP>,! 2.7.3色差78
g o Z# 2.8波像差80
B\w`)c 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
yKhzymS}T 2.9.1近轴光的矩阵表示82
}=4".V`-o 2.9.2物像矩阵83
f#MN-1[67 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
+'4 dP# 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
Db:WAjU 例题88
\~1+T 习题91
bv];Gk*Z- 第3章光学仪器的基本原理94
\./2Qc, 3.1眼睛94
2p[3Ap 3.1.1眼睛的结构94
|mA*[?ye@ 3.1.2眼睛的调节96
I2Rp=L:z5 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
l0_O< 3.1.4眼睛的分辨率98
WR1,J0UU6 3.2放大镜98
N^at{I6C 3.2.1放大镜的放大率99
. r"?w 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
KrzM]x 3.3显微镜101
~'mhC46d 3.3.1显微镜的成像原理101
y~ LVK8 3.3.2显微镜中的光束限制103
,FO|'l 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
bm?TMhC 3.3.4显微物镜106
AV!
cCQ 3.4望远镜107
gC 4#!P 3.4.1望远镜的一般特性107
$^>vJk< 3.4.2望远物镜110
g/gLG:C 3.4.3望远镜目镜111
.[A S 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
Ey%NqOs0# 3.5摄影系统118
?K#$81;[ 3.5.1摄影物镜的光学特性118
/Qy0vAvJ 3.5.2摄影物镜的景深120
;& +75n 3.5.3摄影物镜的类型121
gQwmYe 3.6现代光学系统122
ocUu 3.6.1激光光学系统122
SO"P3X 3.6.2傅里叶变换光学系统128
@I:&ozy }= 3.6.3线性成像物镜131
(1vS)v
$L 习题133
"(GeW286k 第二篇物 理 光 学
=G6@:h= 第4章光的电磁理论137
nX'.'3 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
!y.7"G* 4.1.1电磁波谱137
r>o6}Mx$ 4.1.2电磁场基本方程138
9b6h!( 4.2光波在各向同性介质中的传播141
}X-ggO, 4.2.1波动方程141
k=}hY+/= 4.2.2时谐均匀平面波143
39#>C~BOl 4.3光波的偏振特性150
Sa5 y7
4.3.1光波的偏振态150
Yw0@O1Cel 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
0jH2.d= 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
Sq%R 4.4.1反射定律、折射定律154
[E1I?hfJ 4.4.2菲涅耳公式156
s]UeDZ<a 4.4.3反射率和透射率160
jL&F7itP 4.4.4全反射与临界角164
l"CONzm!
4.5光波场的频率谱168
O8%/Id 4.5.1光波场的时间频率谱168
fJKOuFK 4.5.2光波场的空间频率谱173
.rHO7c,P~ 4.6球面光波和柱面光波176
k$c!J'qL& 4.6.1球面光波176
_45"Z}Zx 4.6.2柱面光波177
10(N|2'q 例题178
wW~2]*n 习题181
4<|]k?@ 第5章光的干涉184
*v&RGY[> 5.1光干涉的条件184
F2=97=R 5.1.1光的干涉现象184
R}FN6cH 5.1.2光干涉的条件185
3V]a "C
5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
=8-e1R/ 5.2双光束干涉189
tEl_A"^e 5.2.1分波面双光束干涉189
Zh*I0m 5.2.2分振幅双光束干涉193
XOMWqQr| 5.3多光束干涉200
vHmn)d1pl 5.3.1平行平板的多光束干涉200
LJ?7W,? 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
hE${eJQ| U 5.4光学薄膜208
\Uiw:
, 5.4.1单层光学薄膜208
Rd/!CJ@g 5.4.2多层光学薄膜210
:s\s3#? 5.4.3光学薄膜的应用214
%"D-1&%zY 5.4.4高反射率的测量217
FsjblB3?E 5.5典型的干涉仪及其应用219
I5{SC-7 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
PYGHN
T 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
oVdmgmT.Y 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
zK v}J 5.6光的相干性227
wbTw\b= 5.6.1光的空间相干性227
V.qB3V$ 5.6.2光的时间相干性232
$|KbjpQ 例题235
Jc*A\-qC. 习题238
8I%1
`V 第6章光的衍射243
4?`7XJ0a 6.1光的衍射现象243
q-'zZ# 6.2衍射的基本原理244
tP3Upw"U 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
raCxHY 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
@L0.Z1 ). 6.2.3衍射的巴比涅原理250
%VgR * 6.3夫琅禾费衍射250
74_ji! 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
B4%W,F:@ 6.3.2矩孔衍射251
~_Aclm? 6.3.3单缝衍射255
0[^f9NZ>- 6.3.4圆孔衍射256
:0/I2: 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
L]Uy+[gg 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
&12.| 6.4.2成像系统的分辨率261
-O\`G<s% 6.5夫琅禾费多缝衍射264
?o2L 6.5.1强度分布公式264
EG,RlmcPp 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
]`%cTdpLj 6.6衍射光栅270
9kcAMk1K 6.6.1光栅的分光性能270
&W1c#]q@r 6.6.2闪耀光栅273
!^w+<p 6.6.3波导光栅275
@<_4Nb 6.7菲涅耳衍射278
3/iGSG` 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
O:4.xe 6.7.2菲涅耳波带片282
d:3G4g 6.7.3菲涅耳直边衍射285
vq|W& 6.8全息术290
HghNI 6.8.1全息术的原理291
Hc71 .rqS 6.8.2全息术的特点293
JHcC}+H[ 6.8.3全息术的应用293
b1-JnEc 例题296
h<[ o;E 习题299
H'+P7*k#M 第7章晶体光学302
,{$:Q}` 7.1介电张量302
US-P>yF 7.1.1各向异性介质的介电张量302
"[76>\'H 7.1.2介电张量的对称性304
uCx\Bt"VI 7.2单色平面波在晶体中的传播306
k z<We/ 7.2.1相速度和光线速度306
vO 3fAB 7.2.2菲涅耳公式309
7yK
> 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
E1=]m 7.3.1晶体的光学分类311
M^a QH/=:" 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
~Os~pTo 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
QHOem=B 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
1N2s[ \q$ 7.4晶体光学性质的图形表示318
7^=O^!sa 7.4.1折射率椭球318
6#v"+V 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
t68h$u 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
&q>=6sQvf 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
BDpeAF8z 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
xI$B",?( 7.5.3斯涅耳作图法329
|dK_^~;o 7.6偏振器和补偿器332
!ce:S!P 7.6.1偏振器332
CtS*"c,j 7.6.2波片338
M(xd:Fa? 7.6.3补偿器341
'~2;WF0h 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
Y6f0 ?lB 7.7.1偏振光的矩阵表示343
z>~Hc8*]3 7.7.2正交偏振345
:`25@<*u 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
G}d@^9FkE 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
bmFnsqo 7.8偏振光的干涉351
vk&C'&uV9@ 7.8.1平行偏振光的干涉351
|,|b~> 7.8.2会聚光的偏光干涉354
zGF_ c9X 7.9电光效应357
wj/OYnMw 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
?Jio9Zr 7.9.2电光张量357
Q
u{#4qToA 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
qhc3 oRe 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
lUbQ@7a<' 7.9.5横向泡克尔效应363
H1]G<N3 7.9.6电光效应的应用364
(=,p"3^ 7.10声光效应369
VU 9w2/cM 7.10.1声光衍射369
s%GhjWZS 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
CNQ>J`4 7.10.3布拉格衍射371
3+rud9T 7.10.4声光效应的应用373
pbt/i+! 7.11旋光现象375
va[@XGaC3 7.11.1旋光现象的观察和规律375
1*, f 7.11.2旋光现象的解释377
_ 7X0 7.12磁致旋光效应 379
u?r=;:N|y 7.12.1法拉第效应379
;b-Y$< 7.12.2法拉第效应的应用381
8SR ~{ 例题383
0P_qtS 习题388
3!ZndWSHV 第8章光的吸收、色散和散射391
d#'aT mu! 8.1光与物质相互作用的经典理论391
.IXkdy 8.1.1经典理论的基本方程392
Lj`MFZ 8.1.2介质的复折射率393
Ksr.' 8.2光的吸收396
8bd&XieE 8.2.1光吸收定律396
HG{r\jh 8.2.2一般吸收与选择吸收397
80DcM9^t8 8.2.3吸收光谱399
k` cz$> 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
nO.RB#I$F 8.3光的色散403
;H}XW=vO 8.3.1正常色散与反常色散404
=^#^Mq) 8.3.2光孤子406
KeFEUHU 8.4光的散射407
~\<aj(m(| 8.4.1线性散射408
VPBlU 8.4.2非线性散射413
XpFW(v 例题417
mWN9/+! 习题418
d[eN#< 第9章现代光学技术简介420
=wE1j 9.1航天光学遥感420
lB3@jF 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
oP vk ^H 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
Kw_> X&GcJ 9.1.3航天光学遥感的发展426
_8]hn[ 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
p}I,!~}
9.2自适应光学430
rXgU*3RG 9.2.1自适应光学的概念430
&iYy 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
\qk+cK;+ 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
kB:6e7D|[ 9.2.4自适应光学技术应用举例437
/a@gE^TM 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
)4u6{-|A 9.3红外与微光成像442
RHe'L36W 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
(nL''#Ka 9.3.2红外热成像技术443
fg}&=r 9.3.3微光成像技术448
t{A/Lq9AM 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
R{N9'2l: 9.4瞬态光学456
P4H%pm{- 9.4.1高速摄影456
kIR?r0_<G6 9.4.2超短脉冲激光技术460
1VRexp 9.5光学信息处理462
c0}* $e 9.5.1光学信息处理的基本原理462
,-({m' 9.5.2光学信息处理的应用举例465
<B"M} Y>_P 9.5.3空间光调制器469
9 8"/]ERJ 9.5.4小结472
|1M+FBT$w 9.6微光学472
%z9eVkPI~ 9.6.1微光学的基本概念472
EkWipF( 9.6.2微光学元件和系统的设计474
(4ueO~jb$ 9.6.3微光学元件加工技术475
-`knSR 9.6.4微光学元件的应用483
xweV8k/ 9.6.5我国在微光学方面的研究486
[3&Y* W 9.7单片光电集成486
LNm{}VJ% 9.7.1单片光电集成的概念487
p:g`K#[F 9.7.2Si基单片OEIC489
[,_4#Zz 9.7.3GaAs基单片OEIC490
wlvh DJ 9.7.4InP基单片OEIC491
J^" 9.7.5小结494
9#C hn~ \ 习题答 案495
F^knlv' 参考文献502