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2005-09-22 21:35 |
光学专业书籍推荐
光学专业书籍推荐:第一本《光学教程》,出版日期:2005-8-1。 =nid #<X tinN$o
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]vT <,rjU*" 光学教程 Ubn5tN
MK >%[(C*Cks 作者:叶玉堂 O IewG5O 图书详细信息: 'd6hQ4Vw4 ISBN:7302114617 8zVXQ!' 定价:48元 }E/L: 印次:1-1 *~ &W?i 装帧:平装 $AsM 9D<BE 出版日期:2005-8-1 D;d;:WT5 图书简介: C7+TnJ 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分,介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性,注意介绍了激光系统和红外系统;第4~8章为物理光学部分,讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用,并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展;第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。 '{:(4>& 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。 O=mGL 前言: >Q5 SJZ/ 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。 &Puu Xz< 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。 oY.JK 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意! 3tLh{S?uJ 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。 C|!E'8Rw 编者 Rut6m5> 2005年2月于电子科技大学 P"iqP| 目录: CSsb~/Oxu 第一篇应 用 光 学 9m6w.:S 第1章几何光学基础3 DK)qBxc8 1.1几何光学的基本定律3 *"e[au^8*b 1.1.1发光点、光线和光束3 5utj$ha2 1.1.2几何光学的基本定律4 #4cuNX5m% 1.1.3全反射5 O^:Pr8|{J 1.1.4费马原理6 &kO4^ A 1.2物像基本概念7 |}mBW@ah 1.2.1光学系统与完善像概念7 7Q[P 1.2.2物和像的概念8 g|r 1.3球面和球面系统9 9d2$F9]:o 1.3.1符号法则9 MESQAsx% 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10 M6X f}> 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12 E&K8hY%5 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15 'GW@P 1.3.5球面反射镜17 Hpsg[d)! 1.3.6共轴球面系统19 YK[O#V 1.3.7透镜21 5Cz:$-+ 1.4平面与平面系统23 j:sac*6m 1.4.1平面反射镜23 ;w6\r!O, 1.4.2平行平板26 :nXBw%0x 1.4.3反射棱镜28 R/^ rh 1.4.4折射棱镜32 0cS.|\ZTA 1.4.5光楔33 foJ|Q\Z,T 1.5光学材料34 :YV!;dKJ 例题37 m=}kGzIY4 习题39 BM3)`40[] 第2章理想光学系统42 hQet?*diU 2.1理想光学系统的基本特性、基点和基面42 c2F`S1Nu< 2.1.1理想光学系统的基本特性42 P4N{lQ.> 2.1.2理想光学系统的基点和基面43 u>? VD% 2.2理想光学系统的物像关系45 ~I^]O \? 2.2.1图解法求像45 H+: $ 7; 2.2.2解析法求像46 a\MU5%}\ 2.3理想光学系统的放大率48 z&t6,0q`5 2.3.1放大率48 MBwp{ET!p 2.3.2节点和节平面49 {9=U6m^R2 2.3.3用平行光管测定焦距的原理51 8vP d~te 2.4理想光学系统的组合52 ( Rf)&KN 2.4.1双光组组合52 }=L
>u>cP 2.4.2多光组组合55 ! TRiFD 2.5单透镜57 x)GoxH~# 2.5.1单个折射球面的主点57 Mz{>vb 2.5.2单透镜的基点与基面58 M1g|m|H7 2.5.3薄透镜和薄透镜组61 8t7hN?,t 2.6光学系统中的光束限制62 *Js<VR 2.6.1光阑及其作用62 T-x`ut7c 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63 +,KuYa{lu 2.6.3视场光阑65 `}=Fw0 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65 #?,cYh+ 2.6.5光学系统的景深67 UHg^F4>4 2.6.6远心光路70 "?il07+w% 2.7像差概述72 9\n}!{@i 2.7.1轴上点球差72 UU !I@ 2.7.2单色光轴外像差73 # K-Q/* 2.7.3色差78 rms&U)? 2.8波像差80 ,onv
` 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
m$cM+ 2.9.1近轴光的矩阵表示82 g 08
`=g 2.9.2物像矩阵83 C1nQZtF R 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85 w5|"cD#8A 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86 WFdS#XfV 例题88 k |Lm;g 习题91 VEn%_9(] 第3章光学仪器的基本原理94 fU8;CZnx 3.1眼睛94 Gm%[@7- 3.1.1眼睛的结构94 #z~oc^J^T 3.1.2眼睛的调节96 *%8us~w5/ 3.1.3眼睛的缺陷和校正97 [Q*kom : 3.1.4眼睛的分辨率98 1`uIjXr( 3.2放大镜98 !hc7i=V? 3.2.1放大镜的放大率99 H>D_0o<#y 3.2.2放大镜的光束限制和视场100 ~Ch`A@=5 3.3显微镜101 }1>a 71 3.3.1显微镜的成像原理101 YA|*$$ 3.3.2显微镜中的光束限制103 HW d,1 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104 n/6A@C 3.3.4显微物镜106 o4J K$% 3.4望远镜107 6`s[PKP. 3.4.1望远镜的一般特性107 ,=ICSS~9l 3.4.2望远物镜110 ?+!KucTF
3.4.3望远镜目镜111 +g;G*EP7* 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117 5_O.p3$tV 3.5摄影系统118 AsLAm#zq 3.5.1摄影物镜的光学特性118 'X?`+2wK
3.5.2摄影物镜的景深120 '=ZE*nGC 3.5.3摄影物镜的类型121 qd.b&i 3.6现代光学系统122 >i.+v[)# 3.6.1激光光学系统122 BAPi<U'D 3.6.2傅里叶变换光学系统128 } 6KL 3.6.3线性成像物镜131 3646.i[D 习题133 [Cs2H8=# 第二篇物 理 光 学 a[u8x mH 第4章光的电磁理论137 2D!'7ZD 4.1电磁波谱电磁场基本方程137 V*AG0@&! 4.1.1电磁波谱137 I;`V*/s8" 4.1.2电磁场基本方程138 B845BSmh 4.2光波在各向同性介质中的传播141 %_u3Np 4.2.1波动方程141 LY|h*a6Ym 4.2.2时谐均匀平面波143 x}roPhZ 4.3光波的偏振特性150 B|%;(bM2C 4.3.1光波的偏振态150 S*]IR"YL 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152 (u*]&yk 4.4光波在介质界面上的反射和折射154 pUPb+:^R 4.4.1反射定律、折射定律154 QA%GK4F70 4.4.2菲涅耳公式156 J+;.t&5R 4.4.3反射率和透射率160 $""[(
d?0 4.4.4全反射与临界角164 %mq]M 4.5光波场的频率谱168 @M,_mX 4.5.1光波场的时间频率谱168 Sb`>IlT\# 4.5.2光波场的空间频率谱173 1{~9:U Q 4.6球面光波和柱面光波176 o#T,vu0s 4.6.1球面光波176 qmK!d<4 4.6.2柱面光波177 A6sBObw; 例题178 V^0*S=N 习题181 YgDgd\ 第5章光的干涉184
V`%m~#Me 5.1光干涉的条件184 /Ly%-py-$ 5.1.1光的干涉现象184 xJ3#k; 5.1.2光干涉的条件185 kxdLJ_ 5.1.3从普通光源获得相干光的方法188 a"v D+r7Ol 5.2双光束干涉189 dRu@5
:BP 5.2.1分波面双光束干涉189 &o8\ $A 5.2.2分振幅双光束干涉193 n8iN/Y<%U 5.3多光束干涉200 WOwIJrP 5.3.1平行平板的多光束干涉200 7Ua
Ll
5.3.2多光束干涉条纹的特性202 1|gEY;Ru 5.4光学薄膜208 x=H*"L= 5.4.1单层光学薄膜208 hA"N&v~ 5.4.2多层光学薄膜210 *R&g'y^d 5.4.3光学薄膜的应用214 J#D!J8KP7 5.4.4高反射率的测量217 8@r+)2 5.5典型的干涉仪及其应用219 E:i3
/Ep? 5.5.1迈克耳孙干涉仪219 UA/3lH} 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221 ,og@}gOMB
5.5.3法布里?珀罗干涉仪222 $<yb~z7J 5.6光的相干性227 u54+oh|,M 5.6.1光的空间相干性227 5!5P\o 5.6.2光的时间相干性232 @^P=jXi< 例题235 w,l1&=d 习题238 9M7{.XR, 第6章光的衍射243 gy>2=d 6.1光的衍射现象243 >#kzPYsp 6.2衍射的基本原理244 !WY@)qlf 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244 "+rX*~ 6.2.2基尔霍夫衍射公式246 d8x$NW-s 6.2.3衍射的巴比涅原理250 8en85
pp8P 6.3夫琅禾费衍射250 =}V`O> 6.3.1夫琅禾费衍射装置250 S'A~9+ 6.3.2矩孔衍射251 ];< [Cln% 6.3.3单缝衍射255 #ucOjdquq 6.3.4圆孔衍射256 PM_q"}- 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259 G?[#<W@+ 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259 F\XzP\ 6.4.2成像系统的分辨率261 N),Zb^~nw 6.5夫琅禾费多缝衍射264 !|`YNsR 6.5.1强度分布公式264 E-Mp|y /V 6.5.2多缝衍射的特点与图样266 +ivz 6.6衍射光栅270 >#V8l@IH 6.6.1光栅的分光性能270 7tyn?t0n 6.6.2闪耀光栅273 <(
MBs$b 6.6.3波导光栅275 [szwPNQ_ 6.7菲涅耳衍射278 !E*-\}[ 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278 iBc(
@EJ 6.7.2菲涅耳波带片282 hZ%Ie%~n 6.7.3菲涅耳直边衍射285 ha(hG3C 6.8全息术290 i=SX_#b^ 6.8.1全息术的原理291 2 1;n0E 6.8.2全息术的特点293 )kd PAw 6.8.3全息术的应用293 H!xBFiOH$n 例题296 ?n_Y_)9 习题299 =,(Ba' 第7章晶体光学302 +}:c+Z< 7.1介电张量302 $i3/||T,9 7.1.1各向异性介质的介电张量302 ah}aL7dgO 7.1.2介电张量的对称性304 5v?6J#]2 7.2单色平面波在晶体中的传播306 myXp]=Sb? 7.2.1相速度和光线速度306 CqF<
BE 7.2.2菲涅耳公式309 SR\#>Qwx_ 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311 .Oim7JQ8 7.3.1晶体的光学分类311 FS']3uJ/ 7.3.2光在各向同性介质中的传播312 +]AE}UXZoh 7.3.3光在单轴晶体中的传播313 inhb> zB 7.3.4光在双轴晶体中的传播317 .2u %;)S 7.4晶体光学性质的图形表示318 EGV@L# 7.4.1折射率椭球318 :1AOund 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322 %u!#f<"[ 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326 iedoL0# 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326 Ot/Y?=j~ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328 uT=sDWD: 7.5.3斯涅耳作图法329 lQ)8zI 7.6偏振器和补偿器332 WLizgVM 7.6.1偏振器332 dz7*a{ 7.6.2波片338 5[I9/4, 7.6.3补偿器341 m>a6,#I 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342 Ib!`ChZ 7.7.1偏振光的矩阵表示343 ) .#,1 7.7.2正交偏振345 9m8`4%y= 7.7.3偏振器件的矩阵表示346 ^D6 JckW 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350 {)`5*sd 7.8偏振光的干涉351 _tYt<oB~% 7.8.1平行偏振光的干涉351 AU)Qk$c 7.8.2会聚光的偏光干涉354 AR)&W/S)7, 7.9电光效应357 &&tQ,5H5 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357 m-;u]X=a 7.9.2电光张量357 KUB"@wUr 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359 jd~r~.y 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360 w\85D|u 7.9.5横向泡克尔效应363 Amz7j8zJ 7.9.6电光效应的应用364 <]"aP1+C 7.10声光效应369 Prr<:q 7.10.1声光衍射369 c?[A 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370 F!.@1Fi1 7.10.3布拉格衍射371 5vY1 XZt{ 7.10.4声光效应的应用373 Fnr*.k 7.11旋光现象375 9B<y w. 7.11.1旋光现象的观察和规律375 Q:tW LVE#0 7.11.2旋光现象的解释377 C[wnor! 7.12磁致旋光效应 379 A*@!tz< 7.12.1法拉第效应379 0Wk}d(f 7.12.2法拉第效应的应用381 =#uXO< 例题383 !dmI}<@&k 习题388 `
R^[s56wp 第8章光的吸收、色散和散射391 CK.Z-_M 8.1光与物质相互作用的经典理论391 b7HS3NYk 8.1.1经典理论的基本方程392 2W|j
K 8.1.2介质的复折射率393 lOYwYMi 8.2光的吸收396 _:=w6jCk 8.2.1光吸收定律396 P3(u+UI3 8.2.2一般吸收与选择吸收397 ~!Onz wmO 8.2.3吸收光谱399 /k7`TUK 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400 S[* e K
Z 8.3光的色散403 <y~`J`- 8.3.1正常色散与反常色散404 T w/CJg
8.3.2光孤子406 ()XL}~I{!A 8.4光的散射407 00<iv"8 8.4.1线性散射408 &W }ooGg 8.4.2非线性散射413 %!x\|@C 例题417 TB1 1crE 习题418 eF:6k qg 第9章现代光学技术简介420 Q +qN` 9.1航天光学遥感420 6`F_js.a 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420 1G$kO90 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423 !%]]lxi 9.1.3航天光学遥感的发展426 !MQo=k 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428 ^D/*Hp _ 9.2自适应光学430 oDA1#- 9.2.1自适应光学的概念430 ]Kil/Y 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430 @lBR;B" 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432 dH?;!sJ 9.2.4自适应光学技术应用举例437 `P"-9Ue= 9.2.5自适应光学技术的研究进展441 v-&^G3 9.3红外与微光成像442 Mx[tE?!2 9.3.1红外与微光成像的基本概念442 /q(+r5k \ 9.3.2红外热成像技术443 mtmtOG_/= 9.3.3微光成像技术448 BDc*N]m}B1 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456 Pxy(YMv 9.4瞬态光学456 g9p#v$V 9.4.1高速摄影456 OfY>~d 9.4.2超短脉冲激光技术460 :6Bk< 9.5光学信息处理462 LV'v7 2yUH 9.5.1光学信息处理的基本原理462 %xkqiI3Ff 9.5.2光学信息处理的应用举例465 ld`oIEj!P_ 9.5.3空间光调制器469 >.QD:_@: 9.5.4小结472 V=.lpj9m 9.6微光学472 +-`Q}~s+ 9.6.1微光学的基本概念472 rzY7f: ' 9.6.2微光学元件和系统的设计474 a+,)rY9 9.6.3微光学元件加工技术475 A+NLo[swwu 9.6.4微光学元件的应用483 u6cWLVt 9.6.5我国在微光学方面的研究486 /?HRq ?n 9.7单片光电集成486 Up)b;wR 9.7.1单片光电集成的概念487 3v5]L3 9.7.2Si基单片OEIC489 prhFA3
rW. 9.7.3GaAs基单片OEIC490 A]ciox$AjW 9.7.4InP基单片OEIC491 {v<Ig{{V 9.7.5小结494 ;. /Tv84I^ 习题答 案495 bWG}>{fj 参考文献502
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