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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D-4\AzIb ro*$OLc/ 光学教程 <%Afa# 8i'EO6 作者：叶玉堂
rH5'+x K 图书详细信息： PR*qyELu ISBN：7302114617
;mLbgiqQ J 定价：48元
ZsepTtY 印次：1-1
+ q@g 装帧：平装
LFV',1+ 出版日期：2005-8-1
?^W`7H F%0 图书简介： aO>Nev 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性，注意介绍了
激光系统和红外系统；第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展；第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
\,G7nT 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材，也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
ejI nJ 前言： /\|AH M 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时，其中物理光学部分约60个学时，应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础，以物理光学和应用光学为主体内容，着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散和散射，在介绍基础理论的同时，注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展，力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域，书中专辟一章（第9章），着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要，第1至8章选编了部分例题和习题，并在书后附有参考答 案。
H`X>
本书由饶建珍编写第1、2、3、6章，并负责全书各章的内容衔接；肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容；杨春平编写第7章和第8章的部分内容；吴云峰编写第9章；王昱琳编写习题和答 案；李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿，并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
5Bog\m S 要特别提及的是，母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
(D rDWD4_ 由于编者学识有限，加之时间仓促，书中难免出现缺点、错误或疏漏，恳请广大读者不吝指正。
3 tIno!| 编者
b<?A 2005年2月于电子科技大学
W!
q-WU 目录： 9q|36CAO_ 第一篇应 用 光 学
)k'4]=d
< 第1章几何光学基础3
;L.RfP"5< 1.1几何光学的基本定律3
#{oGmzG! 1.1.1发光点、
光线和光束3
sQ8_j 1.1.2几何光学的基本定律4
%44Z7 1.1.3全反射5
Th[ Gu8b3 1.1.4费马原理6
? v$kq}Rg 1.2物像基本概念7
VUE6M\&z> 1.2.1光学系统与完善像概念7
zM*PN|/%sH 1.2.2物和像的概念8
N
J_#;t#j 1.3球面和球面系统9
U6Ws#e 1.3.1符号法则9
_ZU.;0 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
Af%#&r7W 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
K{#1O=Gi 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
?3)
IzzO 1.3.5球面反射镜17
H[KTM 'n 1.3.6共轴球面系统19
tfb_K4h6, 1.3.7透镜21
voAen&>! 1.4平面与平面系统23
#>/s tU- 1.4.1平面反射镜23
z3X:.% 1.4.2平行平板26
_onEXrM 1.4.3反射棱镜28
/,cyp . 1.4.4折射棱镜32
Udbz;^( 1.4.5光楔33
Kgw_c:/' 1.5光学材料34
'z.:
e+Q_ 例题37
>UUT9:,plA 习题39
&z" sT*3 第2章理想光学系统42
6EeK5XLf, 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
ij/5m-{6) 2.1.1理想光学系统的基本特性42
!tL&Ktoj 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
-<GSHckD 2.2理想光学系统的物像关系45
vx&jI$t 8 2.2.1图解法求像45
h d E? %A 2.2.2解析法求像46
'7Aj0U( 2.3理想光学系统的放大率48
IFg(Ze~ 2.3.1放大率48
kbF+aS 2.3.2节点和节平面49
3S_H hvB 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
#MhieG5 2.4理想光学系统的组合52
D+:} D*_& 2.4.1双光组组合52
Rw9 *!<Izt 2.4.2多光组组合55
uNcE_ < 2.5单透镜57
IhYTK%^96 2.5.1单个折射球面的主点57
l~v
BA$, 2.5.2单
透镜的基点与基面58
O% n =n3 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
Q:4euhz * 2.6光学系统中的光束限制62
4:Bpz;x 2.6.1光阑及其作用62
lx!9KQAM* 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
`p. O 2.6.3视场光阑65
\H srUZ~ 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
s[HQq;S 2.6.5光学系统的景深67
b jq1", 2.6.6远心光路70
"ccP, #Y 2.7像差概述72
7Vd"AVn}g 2.7.1轴上点球差72
M9aVE)*!I 2.7.2单色光轴外像差73
?TXe.h |u 2.7.3色差78
iA[WDB\|0 2.8波像差80
t bP
;iK' 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
MSMgaw? 2.9.1近轴光的矩阵表示82
&xGcxFd 2.9.2物像矩阵83
!] -ET7 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
[$D4U@mRp 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
qU) pBA 例题88
/` j~r;S 习题91
%O< qw 第3章光学仪器的基本原理94
CA PP Oh 3.1眼睛94
oNfNe^/T 3.1.1眼睛的结构94
07?| "c. 3.1.2眼睛的调节96
8+irul{H_ 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
\D]H>i$ 3.1.4眼睛的分辨率98
mJ3|UClPS 3.2放大镜98
,X2CV INb} 3.2.1放大镜的放大率99
4X5Tyv(Dp 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
l {7q( 3.3显微镜101
Ao:<aX,= 3.3.1显微镜的成像原理101
VZ: L K 3.3.2显微镜中的光束限制103
> **7ck
3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
'{t&!M` 3.3.4显微物镜106
{' QA0K 3.4望远镜107
U6pG 3.4.1望远镜的一般特性107
QE.a2
} 3.4.2望远物镜110
abVz/R/o 3.4.3望远镜目镜111
-zq_W+)ks 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
i8tH0w/(M 3.5摄影系统118
cS'|c0 6 3.5.1摄影物镜的光学特性118
?1f( @ 3.5.2摄影物镜的景深120
7|"gMw/ 3.5.3摄影物镜的类型121
tw`{\kWG 3.6现代光学系统122
1P'R-I 3.6.1激光光学系统122
wd/"! A4( 3.6.2傅里叶变换光学系统128
+])St3h 3.6.3线性成像物镜131
16p$>a<6 习题133
c%|18dV 第二篇物 理 光 学
?G#T6$E8 第4章光的电磁理论137
L)sCc0fv7k 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
\*5_gPj!d 4.1.1电磁波谱137
AvN\^
&G 4.1.2电磁场基本方程138
`;@#yyj:_ 4.2光波在各向同性介质中的传播141
:d7tzYT ^ 4.2.1波动方程141
fh1rmet&Ts 4.2.2时谐均匀平面波143
*:q ,G 4.3光波的偏振特性150
Z?vbe}pUM 4.3.1光波的偏振态150
F K$?8Jp 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
ZkyH<Aa 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
m|RA@sY%` 4.4.1反射定律、折射定律154
X\I"%6$ 4.4.2菲涅耳公式156
Puu O2TZ 4.4.3反射率和透射率160
&wlSOC')j 4.4.4全反射与临界角164
s4$Z.xwr 4.5光波场的频率谱168
6<h?%j( 4.5.1光波场的时间频率谱168
{~"&$DY2 4.5.2光波场的空间频率谱173
2VNMz [W' 4.6球面光波和柱面光波176
*
7ki$f! 4.6.1球面光波176
]yxRaW9f 4.6.2柱面光波177
f2sv$#' 例题178
l>i<J1 习题181
{jOCz1J 第5章光的干涉184
/A U&
X 5.1光干涉的条件184
fNV Nx~E 5.1.1光的干涉现象184
>taC_f06 5.1.2光干涉的条件185
X676*;:!. 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
| %Dh 5.2双光束干涉189
l3sL!D1u 5.2.1分波面双光束干涉189
t\hvhcbL 5.2.2分振幅双光束干涉193
B u ~N)^ 5.3多光束干涉200
z;dD
} Fo 5.3.1平行平板的多光束干涉200
X]?qns7 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
l bw*T 5.4光学薄膜208
d v+)U9at 5.4.1单层光学薄膜208
<bPn<QI 5.4.2多层光学薄膜210
26Y Y1T\B) 5.4.3光学薄膜的应用214
%|l^oC+E 5.4.4高反射率的测量217
IAD_Tck 5.5典型的干涉仪及其应用219
g4 BEo' 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
rUX1Iu7 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
: -@o3Syg 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
&></l| hY 5.6光的相干性227
Nw`}iR0i 5.6.1光的空间相干性227
dF$Fd{\4^ 5.6.2光的时间相干性232
\}0J%F1 例题235
T@[(FVA N 习题238
sL E@Cm]k 第6章光的衍射243
69U[kW& 6.1光的衍射现象243
F2 /-Wk@ 6.2衍射的基本原理244
-kp! .c 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
RCED
K\*m 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
S7cxEOfAu 6.2.3衍射的巴比涅原理250
Ou~|Q&f' 6.3夫琅禾费衍射250
7-nz'-' 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
0hTv0#j# 6.3.2矩孔衍射251
U*G9 fpVy 6.3.3单缝衍射255
k<xiP@b{y 6.3.4圆孔衍射256
Mf0XQ3n`H 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
fqaysy 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
7/.- dfEK 6.4.2成像系统的分辨率261
6~Y-bn"%D5 6.5夫琅禾费多缝衍射264
gl/n*s#r_ 6.5.1强度分布公式264
zG_e= 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
;dt&* ]wA 6.6衍射光栅270
KmoPFlw 6.6.1光栅的分光性能270
Fg8i}
>w 6.6.2闪耀光栅273
@D! KFJ 6.6.3波导光栅275
&8R %W"<K 6.7菲涅耳衍射278
\29a@ 6 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
,nqG*
o 6.7.2菲涅耳波带片282
m^d Kww 6.7.3菲涅耳直边衍射285
~Uw **PT3M 6.8全息术290
Dp
0
6.8.1全息术的原理291
9W ng(ef6G 6.8.2全息术的特点293
eW$G1h: 6.8.3全息术的应用293
(\
`knsE! 例题296
YKwej@9 , 习题299
D*d@<&Bl4< 第7章晶体光学302
i]{M G'tg 7.1介电张量302
jHPJk8 @y
7.1.1各向异性介质的介电张量302
k,>sBk 8 7.1.2介电张量的对称性304
,bRvj 8"M 7.2单色平面波在晶体中的传播306
\ /C-e 7.2.1相速度和光线速度306
gd>Op 7.2.2菲涅耳公式309
" &B/v"nj 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
eR.ucTji 7.3.1晶体的光学分类311
yZ t}Jnv 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
Yr@) W~ 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
>jjuWO3T 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
CybHr#LBc 7.4晶体光学性质的图形表示318
/ [YH
W] 7.4.1折射率椭球318
AY['!&T 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
9.R )iA 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
^\kv> WBE 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
(KaP=t} 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
*
";A~XNx 7.5.3斯涅耳作图法329
D'e'xU 7.6偏振器和补偿器332
~ g$Pb[V 7.6.1偏振器332
;L.@4b[ lP 7.6.2波片338
I^'kt[P'FZ 7.6.3补偿器341
@)m H"u!(7 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
uGl +"/uDu 7.7.1偏振光的矩阵表示343
dxlaoyv: 7.7.2正交偏振345
,mH2S/<}S 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
^y"Rdv 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
YK#bzu ,! 7.8偏振光的干涉351
gc@,lNmi 7.8.1平行偏振光的干涉351
c #+JG 7.8.2会聚光的偏光干涉354
`As.1@ 7.9电光效应357
R*I{?+ 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
&Mbpv) V8 7.9.2电光张量357
[i24$UT 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
Z+ [Nco 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
b`E'MX_ m 7.9.5横向泡克尔效应363
Z++JmD1J 7.9.6电光效应的应用364
HgY"nrogt$ 7.10声光效应369
)|f! }( p 7.10.1声光衍射369
+hg|!SS@5 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
0%.l|~CE& 7.10.3布拉格衍射371
DWDL|4
og 7.10.4声光效应的应用373
s<x2*yVUA 7.11旋光现象375
n\ aG@X%oq 7.11.1旋光现象的观察和规律375
Px:PoOw\ 7.11.2旋光现象的解释377
\:C@L&3[ 7.12磁致旋光效应 379
OpmI" 4{+ 7.12.1法拉第效应379
Jla ;^X 7.12.2法拉第效应的应用381
)y-y-B=+T 例题383
RP&H9> 习题388
p;Kw$fQ? 第8章光的吸收、色散和散射391
'VCF{0{H~ 8.1光与物质相互作用的经典理论391
XPE{]4 g 8.1.1经典理论的基本方程392
XEM i~L+ 8.1.2介质的复折射率393
NK'awv),pM 8.2光的吸收396
y)? Sn 8.2.1光吸收定律396
lCg'K(|" 8.2.2一般吸收与选择吸收397
?cf9q@eAH 8.2.3吸收光谱399
rmutw~nHD 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
[9NzvC 9I 8.3光的色散403
& D4'hL 3 8.3.1正常色散与反常色散404
%c)^8k;I 8.3.2光孤子406
^'r/;(ZF*/ 8.4光的散射407
pA9^-:\* 8.4.1线性散射408
P O5/j 8.4.2非线性散射413
D U#6%8~ 例题417
[5^"U+`{x 习题418
/qA\|'~ 第9章现代光学技术简介420
k2muHKBlk 9.1航天光学遥感420
Hj"` z6@7 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
gy/z; fB 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
?"[b408- 9.1.3航天光学遥感的发展426
dM8`!~#&PI 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
vFXih'=_ 9.2自适应光学430
Au08k}h<G 9.2.1自适应光学的概念430
!},_,J~(| 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
N=lFf+ 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
(gZKR2hO
9.2.4自适应光学技术应用举例437
57^ X@ra$ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
BXy g ? 9.3红外与微光成像442
J@w Q3#5a 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
s,O: l0 9.3.2红外热成像技术443
^2}0lP| 9.3.3微光成像技术448
DYkNP: + 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
U~ QIO O 9.4瞬态光学456
F
Cg{!h 9.4.1高速摄影456
+ DFG762 9.4.2超短脉冲激光技术460
sA=WU(4^ 9.5光学信息处理462
z6#~B& 9.5.1光学信息处理的基本原理462
OD
09XO 9.5.2光学信息处理的应用举例465
-R@mnG
5 9.5.3空间光调制器469
:786Z,') 9.5.4小结472
Kf#9-.}? 9.6微光学472
] P;Ng=a 9.6.1微光学的基本概念472
@w|'ip5@ 9.6.2微光学元件和系统的设计474
$Kn{x!,"( 9.6.3微光学元件加工技术475
$-'p6^5 9.6.4微光学元件的应用483
1TeYA6 t 9.6.5我国在微光学方面的研究486
$lmGMljF 9.7单片光电集成486
xG i,\K\: 9.7.1单片光电集成的概念487
raRb
K8CQ 9.7.2Si基单片OEIC489
9q;n@q:29 9.7.3GaAs基单片OEIC490
hOjy$Z 9.7.4InP基单片OEIC491
A46 z2 9.7.5小结494
d[ (KgX9 习题答 案495
9`eu&n@Z 参考文献502
