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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。 8&q[jxI@8 #/"?.Z;SSH
7&O0 {pJf~ 光学教程 /9QC$Z):< )#%v1rR 作者:叶玉堂 d@b" ~r} 图书详细信息: p)&Yr ISBN:7302114617 ^uCZO 定价:48元 a8w/#!^34 印次:1-1 1r9.JS 装帧:平装 7cMHzhk^ 出版日期:2005-8-1 ;rj|> 图书简介: ",,W1]"% 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分,介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性,注意介绍了激光系统和红外系统;第4~8章为物理光学部分,讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用,并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展;第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。 q$iGeE# 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。 /^M|$JRI 前言: z79c30y]" 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。 v?O6|0#x 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。 %96l(JlJ)B 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意! <>71;%e;' 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。 H*KZZTKd 编者 d,XNok{ 2005年2月于电子科技大学 Z%4w{T+[ 目录: 4Pv Pp{Y 第一篇应 用 光 学 3'jH,17lWV 第1章几何光学基础3 ehTRw8"R 1.1几何光学的基本定律3 bmP2nD6 1.1.1发光点、光线和光束3 &x.n>O 1.1.2几何光学的基本定律4 4
Q<c I2| 1.1.3全反射5 jCK 0+,; 1.1.4费马原理6 c,L{Qv"n{ 1.2物像基本概念7 Dkyw3*LCn% 1.2.1光学系统与完善像概念7 . UaLP 1.2.2物和像的概念8 opIbs7k- 1.3球面和球面系统9 g3*J3I-O 1.3.1符号法则9 cOoF +hz0O 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10 E'^$~h$ 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12 >HRL@~~Z 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15 aH'=k?Of; 1.3.5球面反射镜17 v/G)E_ 1.3.6共轴球面系统19 ^3O`8o 1.3.7透镜21 |T+YC[T#v 1.4平面与平面系统23 [~5<['G 1.4.1平面反射镜23 N2.(0 G 1.4.2平行平板26 kE[Hq-J=N 1.4.3反射棱镜28 L|y9T{s 1.4.4折射棱镜32 (yO8G-Z0 1.4.5光楔33
:zK\t5 1.5光学材料34 #>_5PdO 例题37 <(tnClAn 习题39 IfzW%UL 第2章理想光学系统42 c 4
bo 2.1理想光学系统的基本特性、基点和基面42 }!^`%\ %\ 2.1.1理想光学系统的基本特性42 S]g`Ds< 2.1.2理想光学系统的基点和基面43 bFB.hkTP 2.2理想光学系统的物像关系45 e\95X{_' 2.2.1图解法求像45 \H{UJ 2.2.2解析法求像46 @p[ml m 2.3理想光学系统的放大率48 A|<i7QVY 2.3.1放大率48 N?l 2.3.2节点和节平面49 EXizRL-9o 2.3.3用平行光管测定焦距的原理51 "}^}3"/. 2.4理想光学系统的组合52 CT[CM+ 2.4.1双光组组合52 9iM[3uyO 2.4.2多光组组合55 Lt2<3DB 2.5单透镜57 c+N\uG4 2.5.1单个折射球面的主点57 Q=?YY-*$ 2.5.2单透镜的基点与基面58 Gq =i-I 2.5.3薄透镜和薄透镜组61 /c!@ H(^) 2.6光学系统中的光束限制62 JLh{>_Rr 2.6.1光阑及其作用62 2'-o'z< 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63 Jl-:@[; 2.6.3视场光阑65 %mNd9 ]< 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65 H]PEE!C;xC 2.6.5光学系统的景深67 UI_u:a9Q/ 2.6.6远心光路70 fK10{>E1 2.7像差概述72 0I7 r{T 2.7.1轴上点球差72 8fC5O 2.7.2单色光轴外像差73 i'MpS 2.7.3色差78 UE 1tm 2.8波像差80 !CUX13/0 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81 l5<&pb#b 2.9.1近轴光的矩阵表示82 UhbGU G 2.9.2物像矩阵83 wvPS0] 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85 OY,iz 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86 bq"dKN` 例题88 w'&QNm> 习题91 Fm`c 第3章光学仪器的基本原理94 (3QG 3.1眼睛94 <]'1Y DA 3.1.1眼睛的结构94 !"bU|a 3.1.2眼睛的调节96 Ybp';8V 3.1.3眼睛的缺陷和校正97 VL8yL`~zc. 3.1.4眼睛的分辨率98 li 3.2放大镜98 n1)~/
> 3.2.1放大镜的放大率99 Dz<vIMLF{ 3.2.2放大镜的光束限制和视场100 Fh~
pB>t 3.3显微镜101 [KNA5(Y0 3.3.1显微镜的成像原理101 2<TpNGXM_ 3.3.2显微镜中的光束限制103 ]z"7v 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104 18AlQ+')?w 3.3.4显微物镜106 U@"f( YL+" 3.4望远镜107 25/M2u? 3.4.1望远镜的一般特性107 }q=uI` 3.4.2望远物镜110 8~:s$~&r 3.4.3望远镜目镜111 B<!WAw+ 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117 +J
<<me4 3.5摄影系统118 w~Jy,[@n 3.5.1摄影物镜的光学特性118 uTRFeO> 3.5.2摄影物镜的景深120 Vy@0Got5= 3.5.3摄影物镜的类型121 ^-dhz88wV 3.6现代光学系统122 f6JC>Np 3.6.1激光光学系统122 /m8&E*+T1 3.6.2傅里叶变换光学系统128 P"<,@Mn 3.6.3线性成像物镜131 \><v1x>; 习题133 W,|JocDq 第二篇物 理 光 学 |s, Add:S 第4章光的电磁理论137 D |9ItxYu 4.1电磁波谱电磁场基本方程137 d/l>~%bR 4.1.1电磁波谱137 `l}+BI`4 4.1.2电磁场基本方程138 {7d\du&G 4.2光波在各向同性介质中的传播141 Tu7sA.73k 4.2.1波动方程141 3;f}w g 4.2.2时谐均匀平面波143 mecm,xwm 4.3光波的偏振特性150 ?vV&tqnx% 4.3.1光波的偏振态150 /}R*'y 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152 C~8;2/F7 4.4光波在介质界面上的反射和折射154 OG{vap) 4.4.1反射定律、折射定律154 6w*q~{"( 4.4.2菲涅耳公式156 TRku(w1f 4.4.3反射率和透射率160 !z|a+{ 4.4.4全反射与临界角164 m
4V0e~] 4.5光波场的频率谱168 TUM7(-,9 4.5.1光波场的时间频率谱168 _aK4[*jnqh 4.5.2光波场的空间频率谱173 9q>rUoK^ 4.6球面光波和柱面光波176 N2\{h(*u 4.6.1球面光波176 |5#iPw_wMY 4.6.2柱面光波177 ]_y0wLq 例题178 #6F/:j; 习题181 a:}&v^v 第5章光的干涉184 Cbjx{ 5.1光干涉的条件184 qZ rv2dT 5.1.1光的干涉现象184 8mv}-; 5.1.2光干涉的条件185 31`Eq*Y)4 5.1.3从普通光源获得相干光的方法188 95b65f 5.2双光束干涉189 V8+8?5'l 5.2.1分波面双光束干涉189 YZQF*fj 5.2.2分振幅双光束干涉193 Ob
m%\h 5.3多光束干涉200 z P=3B%$ 5.3.1平行平板的多光束干涉200 } DQ KfS 5.3.2多光束干涉条纹的特性202 3FE=?Q 5.4光学薄膜208 K4j2xSGeo 5.4.1单层光学薄膜208 tP0!TkTo9 5.4.2多层光学薄膜210 Ncsk~=[ 5.4.3光学薄膜的应用214 FiW>kTM8 5.4.4高反射率的测量217 7MhN>a;A\ 5.5典型的干涉仪及其应用219 CZ}%\2>-v 5.5.1迈克耳孙干涉仪219 N9X`81)t 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221 UY`U[# 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222 I'a&n}jx 5.6光的相干性227 +nm?+F 5.6.1光的空间相干性227 LL7un_EC 5.6.2光的时间相干性232 xI,7ld~ 例题235 Nc[[o>/Cb 习题238 HG:9yP<,o 第6章光的衍射243 Ub% 1OQ 6.1光的衍射现象243 ~2 M+Me 6.2衍射的基本原理244 #Oq~ZV|<l 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244 pjrzoMF 6.2.2基尔霍夫衍射公式246 Lzy Ix!S 6.2.3衍射的巴比涅原理250 3v@Y"I3; 6.3夫琅禾费衍射250 lMRy6fzI 6.3.1夫琅禾费衍射装置250 ?*: mR|= 6.3.2矩孔衍射251 ^:64(7 6.3.3单缝衍射255 k(%h{0' 6.3.4圆孔衍射256 o}VW%G" 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259 3,$G?auW 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
2%gLq 6.4.2成像系统的分辨率261 7@l.ZECJ1 6.5夫琅禾费多缝衍射264 bZ_vb? n 6.5.1强度分布公式264 D?6ah=:&R 6.5.2多缝衍射的特点与图样266 >4x~US[VB 6.6衍射光栅270 U1~6 o"1H 6.6.1光栅的分光性能270 i\94e{uty[ 6.6.2闪耀光栅273 %MUh_63bB 6.6.3波导光栅275 6gN>P%n 6.7菲涅耳衍射278 /FW{>N1 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278 2nA/{W\ hC 6.7.2菲涅耳波带片282 hB 36o9|9 6.7.3菲涅耳直边衍射285 JtGBNz!" 6.8全息术290 ';.n# 6.8.1全息术的原理291 8@Hl0{q 6.8.2全息术的特点293 $ ";NS6 1 6.8.3全息术的应用293 "j] r 例题296 A@qwD300Vo 习题299 3Z-N*bhC 第7章晶体光学302 cO^}A(Ma( 7.1介电张量302 HA W57N 7.1.1各向异性介质的介电张量302 W^Z#_{ 7.1.2介电张量的对称性304 _7qGo7bpN 7.2单色平面波在晶体中的传播306 <QZ X"" 7.2.1相速度和光线速度306 l
d@ B 7.2.2菲涅耳公式309 /By`FW Y 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311 &R~)/y0] 7.3.1晶体的光学分类311 1Z| {3W 7.3.2光在各向同性介质中的传播312 6i.!C5YX] 7.3.3光在单轴晶体中的传播313 [ yf&]0 7.3.4光在双轴晶体中的传播317 |uRZT3bGyj 7.4晶体光学性质的图形表示318 "2a&G3}t" 7.4.1折射率椭球318 v#WD$9QWs 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322 .6xIg+ 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326 -|aNHZr 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326 "- XJZ;5 7.5.2光在晶体界面上的全反射328 QGI_aU 7.5.3斯涅耳作图法329 'X@>U6s 7.6偏振器和补偿器332 p@Ng.HE 7.6.1偏振器332 Y,;$RV@g 7.6.2波片338 ]f<H? 7.6.3补偿器341 )Fw{|7@N 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342 'hn=X7 7.7.1偏振光的矩阵表示343 UxS@]YC 7.7.2正交偏振345 rbD}fUg 7.7.3偏振器件的矩阵表示346 '<eeCe- 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350 bL9EX$P 7.8偏振光的干涉351 ghu8Eg,Y 7.8.1平行偏振光的干涉351 lX*IEAc 7.8.2会聚光的偏光干涉354 uBXl ltU 7.9电光效应357 HJ+I;OJ 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357 pg:1AAhT[ 7.9.2电光张量357 &9:"X 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359 Jx(`.*$ 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360 2^.qKY@g@ 7.9.5横向泡克尔效应363 3duWk sERC 7.9.6电光效应的应用364 c2iPm9"eh 7.10声光效应369 ?}D|]i34 7.10.1声光衍射369 4_'($FC1 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370 S85}&\m&4 7.10.3布拉格衍射371 X'W8 mqk 7.10.4声光效应的应用373 ck"lX[d1 7.11旋光现象375 JDA :)[; 7.11.1旋光现象的观察和规律375 JE$aYs<(TF 7.11.2旋光现象的解释377 L
dyTB@ 7.12磁致旋光效应 379 EX.`6,:+2 7.12.1法拉第效应379 +o94w^'^$b 7.12.2法拉第效应的应用381 1tMs\e- 例题383 v2tKk^6`(i 习题388 XKEd~2h<y 第8章光的吸收、色散和散射391 @=kDaPme92 8.1光与物质相互作用的经典理论391 ("
,(@nS 8.1.1经典理论的基本方程392 !0+!%Nr>J 8.1.2介质的复折射率393 +zz\* 8.2光的吸收396 ci~pM<+
8.2.1光吸收定律396 tnCGa%M 8.2.2一般吸收与选择吸收397 N-g=_86C" 8.2.3吸收光谱399 q\f Z Q 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400 ;E{k+vkqy 8.3光的色散403 !L)~*!+Gf 8.3.1正常色散与反常色散404 lNw8eT~2 8.3.2光孤子406 1aQR9zg% 8.4光的散射407 .7"]/9oB 8.4.1线性散射408 }#3'72 8.4.2非线性散射413 #'<s/7;~ 例题417 wx,yx3c ( 习题418 ckWK+ 第9章现代光学技术简介420 D0 f.XWd 9.1航天光学遥感420 ,%zU5 hh 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420 x?unE@?\S 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423 @},25"x) 9.1.3航天光学遥感的发展426 37SbF,G 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428 9Un3La8PX 9.2自适应光学430 ?^<
E#2a 9.2.1自适应光学的概念430 [1\k'5rp 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430 3wQUNv0z 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432 _+vE(:T 9.2.4自适应光学技术应用举例437 jM'kY|<g; 9.2.5自适应光学技术的研究进展441 `<z"BGQ 9.3红外与微光成像442 mT7B#^H 9.3.1红外与微光成像的基本概念442 %%dQIlF
9.3.2红外热成像技术443 nX|f?5 O 9.3.3微光成像技术448 0E5"}8 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456 5ZX P$. 9.4瞬态光学456 H:d@@/ 9.4.1高速摄影456 8?>
# 9.4.2超短脉冲激光技术460 @We im7r 9.5光学信息处理462 /g_cz&luR 9.5.1光学信息处理的基本原理462 bAsoIra 9.5.2光学信息处理的应用举例465 [K\Vc9 9.5.3空间光调制器469 yyj?hR@rZ 9.5.4小结472 K>tubLYh 9.6微光学472 )5479Eb_ 9.6.1微光学的基本概念472 Cmsg'KqqT 9.6.2微光学元件和系统的设计474 jOYa}jm? 9.6.3微光学元件加工技术475 ~q.a<B`,t 9.6.4微光学元件的应用483 ( 2oP=9m 9.6.5我国在微光学方面的研究486 lD%Fk3 9.7单片光电集成486 GbLuXU 9.7.1单片光电集成的概念487 ?OYK'p.
9.7.2Si基单片OEIC489 KXQ &u{[< 9.7.3GaAs基单片OEIC490 O)$rC 9.7.4InP基单片OEIC491 0I`)<o- 9.7.5小结494 VDyQv^=# 习题答 案495 #}8l9[Q|M 参考文献502
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