《光学仿真的Python实现》

光学理论的分析往往伴随着复杂的数理过程，如何将光学领域晦涩难懂的理论转化为直观、可操作的可视化分析过程是一大挑战。本书正是为应对这一挑战而生。本书针对物理光学、应用光学等专业基础课程中核心基础知识点的数值仿真问题进行阐述。全书基于开源程序设计语言Python编写，既涵盖了Python语言的基础、核心数值仿真工具包及典型开发环境，又在此基础上分别就波动光学与应用光学主要内容的Python语言仿真方法进行了详细介绍。

该书系统讲解了利用Python开展光学仿真的方法，是光学领域为数不多的系统讲解光学仿真的书籍。

目录

目录

第1章Python简介

1.1为什么使用Python

1.2Python设置

1.2.1我们需要哪种发行版

1.2.2安装Anaconda

1.2.3Anaconda导航器

1.3使用Jupyter/IPython QtConsole进行编码

1.3.1注释

1.3.2Hello World!

1.3.3使用Python作为计算器

1.3.4变量和保留关键字

1.3.5容器类型

1.3.6控制结构

1.4模块和脚本

1.4.1模块

1.4.2使用Spyder编写和运行Python脚本

1.4.3函数定义

1.4.4类

1.5广泛应用于科学和工程领域的Python库

1.5.1数值Python库： NumPy

1.5.2数据可视化Python库： Matplotlib

1.5.3科学Python库： SciPy

1.6结论

引用文献

第2章使用Python和Qt进行GUI编程

2.1使用PyQt5的GUI应用程序的第一步

2.1.1导入PyQt5并创建一个PyQt5窗口

2.1.2PyQt类

2.2Qt Designer

2.2.1Qt Designer窗口

2.2.2属性编辑器

2.2.3布局

2.2.4Qt Designer预览

2.2.5Qt UI文件

2.2.6Matplotlib小部件

2.2.7一个例子： 夫琅禾费衍射

2.2.8从UI文件到Python代码的转换

2.2.9应用： 夫琅禾费衍射

2.3编码GUI元素

2.4结论

引用文献

第3章电磁波

3.1简介

3.2麦克斯韦方程组与电磁波

3.3波函数

3.4坡印亭矢量

3.5相速度和群速度

3.6简谐波

3.7绘制正弦波的Python代码

第4章辐射测量和光度测量

4.1辐射测量

4.2光度法

第5章费马原理、反射和折射

5.1导言

5.2费马原理

5.3反射

5.3.1平面镜

5.4菲涅耳反射

5.5折射与斯涅耳定律

5.5.1表观深度

5.5.2玻璃板

5.6光线方程

第6章透镜和镜子

6.1导言

6.2基本约定

6.3旁轴近似法

6.4球面的折射率

6.5焦距

6.6光线图

6.7放大倍数

6.8磨镜者公式

6.9透镜成像

6.10牛顿关系式

6.11球面镜

第7章厚透镜和透镜系统

7.1万向点

7.1.1焦点

7.1.2主点

7.1.3节面

7.2多重折射面

引用文献

第8章偏振状态

8.1线偏振

8.2圆偏振

8.3椭圆偏振

8.4马吕斯定律

8.5琼斯矢量

8.5.1线偏振

8.5.2圆偏振

8.5.3椭圆偏振

8.6琼斯矩阵

8.6.1线偏振器

8.6.2半波片和四分之一波片

8.6.3圆偏振

8.6.4椭圆偏振

8.7旋光性

第9章干涉

9.1基本概念

9.1.1必要条件

9.1.2节拍和传播速度

9.2波前分割

9.2.1杨氏双缝

9.2.2劳埃德镜

9.2.3菲涅耳镜

9.2.4菲涅耳双棱镜

9.2.5毕利特双镜

9.2.6梅斯林透镜

9.3振幅分波

9.3.1平行板

9.3.2角

9.3.3迈克耳孙干涉仪

9.3.4马赫-曾德尔干涉仪

9.3.5法布里-珀罗干涉仪

第10章相干性

10.1空间相干性

10.1.1双镜

10.1.2宽缝

10.2时间相干性

10.2.1白光

10.2.2有限波长数

10.2.3矩形连续光谱

10.2.4高斯剖面

第11章衍射

11.1夫琅禾费衍射

11.1.1矩形光圈

11.1.2单缝

11.1.3双缝

11.1.4衍射光栅

11.1.5圆形光圈

11.2菲涅耳衍射

11.2.1菲涅耳积分

11.2.2回旋线

11.2.3单缝衍射

11.2.4边缘衍射

引用文献

附录菲涅耳积分

参考文献

索引