《现代
光学基础与前沿》涵盖了几何光学、波动光学和量子光学的核心内容,包括
光线光学、光的波动性与矢量性、光的相干性、光的衍射、部分相干光学、固体光学、量子化光场等;同时包含了现代光学的一些前沿领域,如现代量子光学、原子光学、超快光学、特种
材料光学、引力光学等。《现代光学基础与前沿》十分注重现代光学理论体系的完整性及其内在联系,包含了光线光学与波动光学之间、波动光学与量子光学之间的相互过渡等内容,同时尽可能多地把现代光学的新理论、新方法和新应用包括进去,使得读者通过《现代光学基础与前沿》,能够较
系统、全面地掌握现代光学的基础理论,把握现代光学的发展方向,较快地进入到现代光学的前沿。
gB'`I(q5. 《现代光学基础与前沿》的读者对象为物理、光学、光
电子类及相关专业的本科生、研究生、教师和科研工作者。
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;%lJD"yF FxMMxY,*% 目录
Z7ZWf'o 序一
Gu<W:n[ 序二
7Co3P@@ 前言
c lq
<$-
第一篇 现代光学基础
YlxUx 第1章 光线光学
">rsA&hN- 1.1 费马
原理 :Fq2x_IUE 1.1.1 反射定律
d;IJ0xB+by 1.1.2 折射定律(斯涅耳定律)
%YsRm%q 1.1.3 物像之间的等光程性
`\6 +z 1.1.4 凹球面镜反射
WIhIEU7 / 1.2 哈密顿光学
#zh6=.,7 1.2.1 光线微分方程
*
N2#{eF&] 1.2.2 哈密顿正则方程
&FT5w T 1.2.3 哈密顿正则方程在近轴光学中的应用
;g!xQvcR 1.2.4 程函方程
s2kGU^]y 1.3 近轴光学
noWRYS % 1.3.1 光线变换矩阵的定义
99=[>Ck)G 1.3.2 常见光学元件的变换矩阵
K7YT0cG 1.3.3 反向传输的变换矩阵
aA!@;rR<yU 1.3.4 成像矩阵
eU<]h>2 1.3.5 矩阵方法与常规方法之间的联系
mJU>f-l 1.4 光线追迹
|YMzp8Da( 1.4.1 斜子午光线
gt(X!iN] 1.4.2 傍轴光线的追迹
N GX-'w 1.5 初级像差理论
=Td#2V;0 1.5.1 波像差和光线像差
w;g)Iy6x 1.5.2 赛德尔变量
`XFX`1 1.5.3 初级(赛德尔)像差
Uj
y6vgU; 1.5.4 一般共轴
透镜系统的初级像差系数
_%C_uBLi 1.5.5 色差
[0(
E>vm 1.6 几何光学与波动光学的过渡
UeIqAG 8 1.6.1 波动光学过渡到几何光学
il 8A&`% 1.6.2 几何光学到波动光学
x|P<F 2L 1.6.3 光线量子力学理论
C"V?yDy2~ Phk`=:xh 第2章 光的波动性与矢量性
.je~qo) 2.1 波动方程
hv_pb#1Ks 2.2 光波的表示
l[ZQ7$kL 2.2.1.一维平面波
D~t"9Z\ 2.2.2 三维平面波
y'i:%n}I 2.2.3 球面波.
I3F6-gH 2.2.4 柱面波
t/EMBfLc 2.2.5 几种重要的光束
mUe@Dud 2.3 光的传播速度
4OB~h]Vc 2.4 能流坡印亭矢量
'2i)#~YO< 2.5 光的偏振
<%5-Pz p 2.5.1 偏振光的分类
oqQ? 2k<@ 2.5.2 偏振光的描述方法
'=@H2T6= 2.6 完全偏振光
>8.v.;` 2.6.1 琼斯矢量
1GyA QHx, 2.6.2 琼斯矩阵
uH~ TugQ~ 2.6.3 正交偏振
~Iu21Q(* 2.6.4 琼斯矩阵的本征矢
D{3 x}5 2.6.5 琼斯反射和透射矩阵
UlLM<33_) 2.7 部分偏振光
nATfmUN
L 2.7.1 相干矩阵
}(O D< 2.7.2 偏振度
J_((o 2.7.3 相干矩阵通过偏振光学元件的变换
!Barc,kA 2.7.4 部分相干、部分偏振光
VAG+y/q b*F :l# 第3章 光的相干性
(,)vak&t 3.1 干涉的基本原理
_sCJ3ZJ 3.1.1 线性叠加原理
e
P,XH{s 3.1.2 波阵面分割
$
M[}(m 3.1.3 振幅分割
R)DNFc: 3.2 部分相干性
UVQ a
af 3.3 时间相干性
bl!f5RO S( 3.4 空间相干性
EY[Q% 3.4.1 两个独立点
光源之间的空间相干性
p7ns(g@9 3.4.2 扩展光源的空间相干性
3R$CxRc: AD4L`0D 第4章 光的衍射
Jr*S2z<* 4.1 基尔霍夫衍射理论
1Ag ;s 4.1.1 格林定理
W;)FNP|MT 4.1.2 菲涅耳-基尔霍夫积分公式
KTAe~y 4.1.3 衍射积分公式与惠更斯原理的联系与差别
{"@b` 4.1.4 互补光阑巴比涅原理
7! A%6 4.1.5 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射
(w@MlMk 4.2 夫琅禾费衍射图样
^:rNoo 4.2.1 单狭缝衍射
V3hm*{ON 4.2.2 矩孔衍射
?H86Wbz 4.2.3 圆孔衍射
lXL7q?,9 4.2.4 双狭缝衍射
uJ!s%s2g 4.2.5 衍射光栅
ba)YbP[ 4.2.6 光栅的类型
g cK" 4.2.7 凹面光栅的衍射和罗兰圆
?U9d3] W 4.2.8 其他形状的孔
ff5
Lwf{{ 4.3 菲涅耳衍射图样
g,GbaaXH 4.3.1 菲涅耳带
7)6Yfa]I% 4.3.2 波带片
6/WK((Fd 4.4 傅里叶变换光学
Pk?%PB?Z 4.4.1 透镜的傅里叶变换
SYW=L 4.4.2 傅里叶变换频谱学
$rQFM[ qer'V 第5章 部分相干光学
-L4G WJ~.- 5.1 基本概念和定义
UC
LjR<} 5.1.1 时间相干性和相干时间
LK-6z w5=( 5.1.2 空间相干性与相干区域
=rO>b{,hs 5.2 部分相干光的数学表述
_I}L$ 5.2.1 互相干函数和复相干度
V]PhXVJ 5.2.2 交叉
光谱密度和谱相干度
22|M{ 5.2.3 相关函数的传输
V1fvQ=9 5.2.4 范西泰特一策尼克定理及举例
]ieA?:0Hi 5.3 空间一频率域中的部分相干光场
j'Q-*-3 5.3.1 部分相干场的相干模式表述
5\kZgXWIh 5.3.2 交叉光谱密度作为关联函数的严格表述
xS\QKnG. 5.3.3
激光谐振腔模式相干理论
w5/X{ 5.3.4 部分相干激光谐振腔
08n%%
F 5.4 部分相干光束
n#L2cv~Aj" 5.4.1 单色光束
S%gO6&^ 5.4.2 部分相干光束
V1b_z 5.4.3 Gaussian Schellmodel光束
0<]!G|;| 5.5 光源空间相干性对光场频谱场的影响
V-U
^O45 5.5.1 两个部分关联的源产生的光场的频谱
f;XsShxr 5.5.2 标度定律
Y l3[~S
5.6 部分相干物质波
hv8[_p`> 5.6.1 物质波与超冷原子气体
bz@=zLBt 5.6.2 物质波相干性的描述
~TK^aM 5.6.3 部分相干物质波的张量ABCD定律
[tf^i:2 5.6.4 部分相干物质波的演化
l|tp0[ ~aR='\<