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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Ki6.'#%7 .@-]A 光学教程 bnu0*Zg> (1j $*?iGA 作者：叶玉堂
G3^]Ww u 图书详细信息： vXQmEIm ISBN：7302114617
G%jJ>T4 定价：48元
r~_ /Jj 印次：1-1
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'a? 装帧：平装
d|+jCTKS 出版日期：2005-8-1
vcU\xk") 图书简介： q.[ [ c 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性，注意介绍了
激光系统和红外系统；第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展；第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
aB6LAb2z;T 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材，也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
[<a%\:c m4 前言： PVc|y. 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时，其中物理光学部分约60个学时，应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础，以物理光学和应用光学为主体内容，着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散和散射，在介绍基础理论的同时，注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展，力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域，书中专辟一章（第9章），着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要，第1至8章选编了部分例题和习题，并在书后附有参考答 案。
]mo<qWRc>p 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章，并负责全书各章的内容衔接；肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容；杨春平编写第7章和第8章的部分内容；吴云峰编写第9章；王昱琳编写习题和答 案；李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿，并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
W<]Oo ] 要特别提及的是，母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
Pt 0} 9Q 由于编者学识有限，加之时间仓促，书中难免出现缺点、错误或疏漏，恳请广大读者不吝指正。
FXEfD" 编者
6 Ok=q:; 2005年2月于电子科技大学
T KL(97)< 目录： ]J=)pD rk 第一篇应 用 光 学
<?7,`P:h[ 第1章几何光学基础3
GiO#1gA 1.1几何光学的基本定律3
cYy @ 1.1.1发光点、
光线和光束3
,bp pM 1.1.2几何光学的基本定律4
)K% O/H 1.1.3全反射5
(DP9& b 1.1.4费马原理6
#]a51Vss 1.2物像基本概念7
7 +hF; 1.2.1光学系统与完善像概念7
Q < -%jBP 1.2.2物和像的概念8
y & =19 A# 1.3球面和球面系统9
[P c[{( 1.3.1符号法则9
Iet Gg{h. 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
lrX 0c$) 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
7RC096 ?} 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
"mK i$FV 1.3.5球面反射镜17
[67E5rk- 1.3.6共轴球面系统19
pW--^aHu 1.3.7透镜21
O0(Q0Ko 1.4平面与平面系统23
!"x7r e 1.4.1平面反射镜23
~TFYlV 1.4.2平行平板26
#Q7x :,f 1.4.3反射棱镜28
B"Kce"! 1.4.4折射棱镜32
KP d C9H 1.4.5光楔33
^C)T M@+
1.5光学材料34
=>z tB w\ 例题37
C"^hMsU8 习题39
; zE5(3x 第2章理想光学系统42
Z t+FRR= 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
chMc(.cN0 2.1.1理想光学系统的基本特性42
eQax ZMU 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
sqpOS!] 2.2理想光学系统的物像关系45
) !}-\5F 2.2.1图解法求像45
69j~?w)^ 2.2.2解析法求像46
=Pb5b6Y@6 2.3理想光学系统的放大率48
@?7 {%j* 2.3.1放大率48
[ +MX$y 2.3.2节点和节平面49
} wOpPN[4 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
DMcxa.Sd! 2.4理想光学系统的组合52
kAB+28A 2.4.1双光组组合52
|*c \6 : 2.4.2多光组组合55
eBC%2TF 2.5单透镜57
4,F3@m:< 2.5.1单个折射球面的主点57
;y~{+{{Ow 2.5.2单
透镜的基点与基面58
+5t
bK 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
H1%[\X?= 2.6光学系统中的光束限制62
=1
BNCKT< 2.6.1光阑及其作用62
oAZF3h]po 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
D_n }p8blT 2.6.3视场光阑65
\9(- /rE 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
) { 2.6.5光学系统的景深67
*fH_lG% 2.6.6远心光路70
:9F''f$AP 2.7像差概述72
rx6-~0!eI= 2.7.1轴上点球差72
m&`(p f4A 2.7.2单色光轴外像差73
;w6 fM 2.7.3色差78
V@ _-H
gg 2.8波像差80
7*>S ;$ 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
U7B/t3,=U 2.9.1近轴光的矩阵表示82
M,t*nG 2.9.2物像矩阵83
p>:ef<.i 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
=%3b@}%HqS 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
QOV}5 0 例题88
'{0[&i* 习题91
pFJQ7 Jlx 第3章光学仪器的基本原理94
<wt$Gglk 3.1眼睛94
_}e7L7B7g 3.1.1眼睛的结构94
6
tc:A5mK 3.1.2眼睛的调节96
;;?vgrz 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
Ki/'I c1 3.1.4眼睛的分辨率98
)W`SC mr] 3.2放大镜98
l 70,Jo?78 3.2.1放大镜的放大率99
^.D}k 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
OpK. Lsd0y 3.3显微镜101
I%9bPQ 3.3.1显微镜的成像原理101
xEVLE,*?> 3.3.2显微镜中的光束限制103
`s `C{|wv 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
-Aa]aDAz68 3.3.4显微物镜106
;NH~9# t: 3.4望远镜107
3$c (M99r 3.4.1望远镜的一般特性107
@n7t?9Bx 3.4.2望远物镜110
)d +hZ' 3.4.3望远镜目镜111
@8=vFP' 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
k G)2% 3.5摄影系统118
-=$% { 3.5.1摄影物镜的光学特性118
ieo|%N{' 3.5.2摄影物镜的景深120
mG831v ? 3.5.3摄影物镜的类型121
K4! P' 3.6现代光学系统122
}pMP!%| 3.6.1激光光学系统122
PMgQxM*h 3.6.2傅里叶变换光学系统128
=n-z;/NL 3.6.3线性成像物镜131
l#D-q/k? 习题133
I?a8h`WS+ 第二篇物 理 光 学
\Z)#lF|^ 第4章光的电磁理论137
K1T 1 @ j 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
F#(.v7Za 4.1.1电磁波谱137
r8uqcKfU 4.1.2电磁场基本方程138
G HD^%)T5^ 4.2光波在各向同性介质中的传播141
%won=TG8 4.2.1波动方程141
=- $!:W~ 4.2.2时谐均匀平面波143
d5DP^u 4.3光波的偏振特性150
D@8jGcz62 4.3.1光波的偏振态150
2Co@+I[,4& 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
}A{_L6qx 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
6* ZU}xT 4.4.1反射定律、折射定律154
[6D>f?z 4.4.2菲涅耳公式156
T H|?X0b 4.4.3反射率和透射率160
u8Y~_)\MA 4.4.4全反射与临界角164
' _B_&is 4.5光波场的频率谱168
31 ~hlp; 4.5.1光波场的时间频率谱168
tb q|," 4.5.2光波场的空间频率谱173
&Hv;< 4.6球面光波和柱面光波176
Zj qA 30! 4.6.1球面光波176
xXF2"+ 4.6.2柱面光波177
D" L|"qJ 例题178
_N98 vf0o 习题181
hwiKOP 第5章光的干涉184
6wPeb~{ 5.1光干涉的条件184
vXephR' 5.1.1光的干涉现象184
Qi_&aU$>lM 5.1.2光干涉的条件185
mc?';dEG 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
M[~Jaxw% 5.2双光束干涉189
W. ^Ei\w/t 5.2.1分波面双光束干涉189
Qh\YR\O 5.2.2分振幅双光束干涉193
AzZJG v ]H 5.3多光束干涉200
EYG"49
c 5.3.1平行平板的多光束干涉200
2G?$X? 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
[*<.?9n)or 5.4光学薄膜208
B={/nC}G~ 5.4.1单层光学薄膜208
yVaU t_Zi 5.4.2多层光学薄膜210
pA<eTlH 5.4.3光学薄膜的应用214
qNpu}\L 5.4.4高反射率的测量217
Yv^p =-E 5.5典型的干涉仪及其应用219
1!!\+
c2* 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
3 4SA~5 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
j ") FaIM 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
l]H0 g[ 5.6光的相干性227
lX"b N=E?! 5.6.1光的空间相干性227
AM'gnP> 5.6.2光的时间相干性232
(^LS']ybc 例题235
i3\~Qj;1 习题238
r@iASITX 第6章光的衍射243
x=.tiM {# 6.1光的衍射现象243
7F9;Su3. 6.2衍射的基本原理244
\m f*ge\ 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
Nv Q%J + 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
Txo@ U 6.2.3衍射的巴比涅原理250
i X%[YQ | 6.3夫琅禾费衍射250
V5AW&kfd 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
8V-,Xig;` 6.3.2矩孔衍射251
34ha26\np 6.3.3单缝衍射255
& 1_U1 6.3.4圆孔衍射256
'<7S^^ax 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
<c+K3P'3? 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
P/MM
UmO 6.4.2成像系统的分辨率261
< W*xshn 6.5夫琅禾费多缝衍射264
:6Pnie 6.5.1强度分布公式264
`}gdN}; 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
W5.Va . 6.6衍射光栅270
` B:"6nW6 6.6.1光栅的分光性能270
o2aM#Q
6.6.2闪耀光栅273
\3aTaT?. . 6.6.3波导光栅275
(bv,02 6.7菲涅耳衍射278
D L {R|3{N 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
DI,K( _@G 6.7.2菲涅耳波带片282
vZu~ LW@1 6.7.3菲涅耳直边衍射285
mibpG9+d 6.8全息术290
JO=1ivZ l 6.8.1全息术的原理291
=1Z;Ma<; 6.8.2全息术的特点293
2+.1 8"rvi 6.8.3全息术的应用293
.'1SZe7O 例题296
OR4!YVVQ 习题299
jJBnDx sA 第7章晶体光学302
Km!nM$=k 7.1介电张量302
fxgU~' 7.1.1各向异性介质的介电张量302
(PRBS\*G 7.1.2介电张量的对称性304
X3wX`V} 7.2单色平面波在晶体中的传播306
5wT>N46UX 7.2.1相速度和光线速度306
Yp1 bH+/u 7.2.2菲涅耳公式309
MR$>!Nlp 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
cSK&[>i)4 7.3.1晶体的光学分类311
U>P|X=) 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
>$H|:{D 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
Hx2En:^Gf 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
[A9JshMo 7.4晶体光学性质的图形表示318
\:v$ZEDJ> 7.4.1折射率椭球318
a}gk T] 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
}gGkV] 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
R-rCh . 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
uLk]LT 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
" xR[mJ@U 7.5.3斯涅耳作图法329
J! TBREK 7.6偏振器和补偿器332
|c2 xy 7.6.1偏振器332
bk<FL6z
z 7.6.2波片338
WKl +{e 7.6.3补偿器341
@I -Lv 5 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
"e6|"w@8 7.7.1偏振光的矩阵表示343
lA^+Flh 7.7.2正交偏振345
1J}8sG2` 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
q; ji w#_ 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
iY0>lDFm. 7.8偏振光的干涉351
Y<f_`h^r 7.8.1平行偏振光的干涉351
JOb MZA$ 7.8.2会聚光的偏光干涉354
o.7{O,v 7.9电光效应357
F$MX,,4U 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
/ i_ @ 7.9.2电光张量357
P0Z! ?`e=M 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
LL*mgT Q 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
r$ (~j^<s 7.9.5横向泡克尔效应363
Hkd^-=]]no 7.9.6电光效应的应用364
z[EFQ^*> 7.10声光效应369
'+Xlw 7.10.1声光衍射369
a9U_ug58 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
)]43R 7.10.3布拉格衍射371
Sw[{JB;y, 7.10.4声光效应的应用373
3c3OG.H$8 7.11旋光现象375
Kw5Lhc1V 7.11.1旋光现象的观察和规律375
D@oCP =m< 7.11.2旋光现象的解释377
IMGP'g 7.12磁致旋光效应 379
> \Sr{p5KR 7.12.1法拉第效应379
mQ~:Y 7.12.2法拉第效应的应用381
:6{`~= 例题383
fc_2D| 习题388
-&2B@]] 第8章光的吸收、色散和散射391
x= Hndx^ 8.1光与物质相互作用的经典理论391
MXD4|r( 8.1.1经典理论的基本方程392
YDC&u8 8.1.2介质的复折射率393
I97yt[,Yy 8.2光的吸收396
#^#HuDH 8.2.1光吸收定律396
S9| a$3K' 8.2.2一般吸收与选择吸收397
u3 0s_\ 8.2.3吸收光谱399
je/ !{( 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
*QGm/ /b 8.3光的色散403
zDTv\3rZ4X 8.3.1正常色散与反常色散404
B B$oq' 8.3.2光孤子406
e8= YGx^o` 8.4光的散射407
r |Z5Xc 8.4.1线性散射408
'x"08v$ 8.4.2非线性散射413
jE2}p-2Q0 例题417
;)AfB#:d 习题418
ZraT3 第9章现代光学技术简介420
. Dg*\ h 9.1航天光学遥感420
m!tx(XsXU 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
)\uO9PB[O 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
b</9Ai= 9.1.3航天光学遥感的发展426
?:{sH#ua 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
Nes=;%&]G 9.2自适应光学430
W,^W^:m-x 9.2.1自适应光学的概念430
/Ci*Az P 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
8T)&`dM6P~ 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
:#~U<C@o 9.2.4自适应光学技术应用举例437
.xhK'}l[ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
q$( 5Vd : 9.3红外与微光成像442
KnhoaBB 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
?S$i?\ Qh 9.3.2红外热成像技术443
39wa|:I 9.3.3微光成像技术448
wr( *?p]R 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
Z/;Xl ~ 9.4瞬态光学456
uDw.|B2ui 9.4.1高速摄影456
1NQbl+w#I 9.4.2超短脉冲激光技术460
$$APgj"|< 9.5光学信息处理462
%p^.|Me7 9.5.1光学信息处理的基本原理462
dovZ#D@Q 9.5.2光学信息处理的应用举例465
W14F 9.5.3空间光调制器469
*Xo]-cKL0 9.5.4小结472
)SryD RT 9.6微光学472
c~QS9)=E 9.6.1微光学的基本概念472
hpTDxh'?$C 9.6.2微光学元件和系统的设计474
40E#JF# 9.6.3微光学元件加工技术475
K~=UU B 9.6.4微光学元件的应用483
6 DG @?O 9.6.5我国在微光学方面的研究486
r(d':L V 9.7单片光电集成486
g~V +4+ 9.7.1单片光电集成的概念487
I&n 9.7.2Si基单片OEIC489
nJ4pTOc 9.7.3GaAs基单片OEIC490
/~*_x=p: 9.7.4InP基单片OEIC491
H ]4Hj 9.7.5小结494
vAY,E=&XvM 习题答 案495
bVP"(H] 参考文献502
