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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['X[qn "c`xH@D 光学教程 ~krS#\ h:qHR]
8dZ 作者:叶玉堂
2%rLoL$Y2+ 图书详细信息: 2BB<mv
K4 ISBN:7302114617
S;@ay/*~ 定价:48元
eE:&qy^ 印次:1-1
,axDMMDI 装帧:平装
whc[@Tyx 出版日期:2005-8-1
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;\ 图书简介: ;\b@)E} 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分,介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性,注意介绍了
激光系统和红外系统;第4~8章为物理光学部分,讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用,并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展;第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
Yx?aC!5M 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
Jj"HpK>[ 前言: HD # r0) 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。
):6- 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
v"1Po_` 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
E[Bo4?s&^ 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。
D$Kea
编者
o<VP'F{p 2005年2月于电子科技大学
66ohmP@04Z 目录: LPE) 第一篇应 用 光 学
iQ`]ms+ 第1章几何光学基础3
k
'zat3#f 1.1几何光学的基本定律3
VQ
|^
1.1.1发光点、
光线和光束3
F&@ |M( 1.1.2几何光学的基本定律4
o42`z>~ 1.1.3全反射5
ku.A|+Tn 1.1.4费马原理6
y$oW! 1.2物像基本概念7
Z[IM<S9lz 1.2.1光学系统与完善像概念7
LM,fwAX 1.2.2物和像的概念8
zNtq"T [ 1.3球面和球面系统9
+l\<? 1.3.1符号法则9
;) pl{_ 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
79ZxqvB\ 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
<f%/px%1 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
J|j;g!fK 1.3.5球面反射镜17
.9 kyrlm 1.3.6共轴球面系统19
/7p>7q9g 1.3.7透镜21
O~'FR[J 1.4平面与平面系统23
o~~ 9!\ 1.4.1平面反射镜23
@ ^.*$E5 1.4.2平行平板26
sd!sus|( R 1.4.3反射棱镜28
5+L8\V9; 1.4.4折射棱镜32
~mA7pOHj 1.4.5光楔33
do'ORcZ 1.5光学材料34
s-6:N9- 例题37
rWr/ p^~ 习题39
YBylyVZ 第2章理想光学系统42
{%7<" 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
zD_HyGf 2.1.1理想光学系统的基本特性42
iG-N 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
T&/_e
2.2理想光学系统的物像关系45
ZLJNw0!=|t 2.2.1图解法求像45
IK?]PmN4} 2.2.2解析法求像46
Zz")`hUG 2.3理想光学系统的放大率48
3j&B(aLy 2.3.1放大率48
jsWX 6(= 2.3.2节点和节平面49
a|.20w5 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
6Q$BUL}2? 2.4理想光学系统的组合52
>EBC 2WJ 2.4.1双光组组合52
tR O IBq| 2.4.2多光组组合55
csvOg[ 2.5单透镜57
cHEz{'1m 2.5.1单个折射球面的主点57
)*HjRTF6G 2.5.2单
透镜的基点与基面58
Sh$U-ch@ 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
xMsGs 2.6光学系统中的光束限制62
(6-y+LG 2.6.1光阑及其作用62
Q?]w{f( 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
QK7e|M 2.6.3视场光阑65
{rfte'4;= 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
`]&*`9IK{ 2.6.5光学系统的景深67
,RN|d0dE 2.6.6远心光路70
T/Q==Q{W: 2.7像差概述72
@ RX`> r{_ 2.7.1轴上点球差72
J!<#Nc 2.7.2单色光轴外像差73
:B^mV{~
2.7.3色差78
?%;B`2 nDR 2.8波像差80
#^;s<YZ` 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
6`W|V+6|7 2.9.1近轴光的矩阵表示82
Z"N(=B 2.9.2物像矩阵83
C2.W[T 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
fp-m.d:| 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
5%'S 例题88
gPp(e
j7 习题91
xH@'H? 第3章光学仪器的基本原理94
pj@Yqg/ 3.1眼睛94
' 3VqkQ4 3.1.1眼睛的结构94
DUo0w f#D^ 3.1.2眼睛的调节96
LV\ieM 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
<vLdBfw&N 3.1.4眼睛的分辨率98
d/4ubf+$k 3.2放大镜98
jQs*(=ls 3.2.1放大镜的放大率99
A`Q
>h{ 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
v*Xk WH5 3.3显微镜101
NkoofhZ 3.3.1显微镜的成像原理101
59~FpjJ 3.3.2显微镜中的光束限制103
K+-z Y[3 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
{70Ou}* 3.3.4显微物镜106
D2Vv\f 3.4望远镜107
a>?p.!BM 3.4.1望远镜的一般特性107
]'6'<S 3.4.2望远物镜110
;9vIa7L& 3.4.3望远镜目镜111
Vp\80D& 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
MyqiBGTb 3.5摄影系统118
q>P[n z% 3.5.1摄影物镜的光学特性118
!^]q0x 3.5.2摄影物镜的景深120
/t$*W\PL@ 3.5.3摄影物镜的类型121
q$|0)} 3.6现代光学系统122
wn{]#n=|l 3.6.1激光光学系统122
r:.6"VQu} 3.6.2傅里叶变换光学系统128
EZ*t$3.T 3.6.3线性成像物镜131
~R'BU=!;F 习题133
C~{xL>I 第二篇物 理 光 学
G~`'E&/ 第4章光的电磁理论137
2*Va9HP!q 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
),MU+*` 4.1.1电磁波谱137
{dZ!I 4.1.2电磁场基本方程138
Q|Nzbmwh 4.2光波在各向同性介质中的传播141
JR!Q,7S2!N 4.2.1波动方程141
VZt;P%1;h 4.2.2时谐均匀平面波143
P:>'
4.3光波的偏振特性150
2'|XtSj 4.3.1光波的偏振态150
,cPkx~w0 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
BB0g}6M 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
fJvr+4i4k 4.4.1反射定律、折射定律154
+{S Maq 4.4.2菲涅耳公式156
G 2!}R 4.4.3反射率和透射率160
avmcGyL 4.4.4全反射与临界角164
\)p4okpR 4.5光波场的频率谱168
f_~}X#._ 4.5.1光波场的时间频率谱168
J1nXAh)J 4.5.2光波场的空间频率谱173
@Jkui 4.6球面光波和柱面光波176
GA(OK-WUd 4.6.1球面光波176
.zQ4/ 4.6.2柱面光波177
i[o&z$JO 例题178
$^]
9 习题181
cO8`J&EK 第5章光的干涉184
]!]`~ Z/ 5.1光干涉的条件184
o*?[_{xW 5.1.1光的干涉现象184
CQj/e+eE4 5.1.2光干涉的条件185
p
.lu4 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
5z9JhU 5.2双光束干涉189
9qnuR'BDu 5.2.1分波面双光束干涉189
*iPs4Es- 5.2.2分振幅双光束干涉193
7zOhyl? 5.3多光束干涉200
r(PJ~8)(= 5.3.1平行平板的多光束干涉200
9cl{hdP{ 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
f&=K]:WDe 5.4光学薄膜208
v!nm
&" 5.4.1单层光学薄膜208
qK<aZ%V 5.4.2多层光学薄膜210
u4go*# 5.4.3光学薄膜的应用214
"1_{c *ck 5.4.4高反射率的测量217
/;zZnF\e 5.5典型的干涉仪及其应用219
:yd=No@ 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
<+ -V5O^ 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
t^`<*H 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
I[tAT[ < 5.6光的相干性227
s4!|v`+$M 5.6.1光的空间相干性227
*K]>} 5.6.2光的时间相干性232
z~GVvgd 例题235
OJnPP> 习题238
2q2p=H>& 第6章光的衍射243
%{N>c:2I$ 6.1光的衍射现象243
'=KuJ0`nE9 6.2衍射的基本原理244
(k7; 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
}~7H2d);- 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
~r(g|?}P 6.2.3衍射的巴比涅原理250
;m-6.AV 6.3夫琅禾费衍射250
>l7eoj 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
34"{rMbQ 6.3.2矩孔衍射251
i n[n Aa 6.3.3单缝衍射255
NTXws4'D 6.3.4圆孔衍射256
'?&B5C 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
-0=}|$H. 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
,\.YJD>z 6.4.2成像系统的分辨率261
>qSO,$ 6.5夫琅禾费多缝衍射264
tXssejiE% 6.5.1强度分布公式264
&.|;yt%v 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
{ Hktu| 6.6衍射光栅270
sg'Y4 6.6.1光栅的分光性能270
m]+X}| 6.6.2闪耀光栅273
`XQx$I 6.6.3波导光栅275
\#h})` 6.7菲涅耳衍射278
8cYuzt].. 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
v*vub#wP 6.7.2菲涅耳波带片282
*!-}lc^4 6.7.3菲涅耳直边衍射285
BDv|~NHs 6.8全息术290
b AA'=z< 6.8.1全息术的原理291
n?TO!5RZK 6.8.2全息术的特点293
$i1>?pb3 6.8.3全息术的应用293
,*9#c*'S 例题296
<8F->k1"3 习题299
_*OaiEL+: 第7章晶体光学302
|THkS@Br 7.1介电张量302
E
6>1Fm8%V 7.1.1各向异性介质的介电张量302
$6Q2)^LJ 7.1.2介电张量的对称性304
s+OvS9et_ 7.2单色平面波在晶体中的传播306
1Ud
t9$~T 7.2.1相速度和光线速度306
HQ-N!pf9 7.2.2菲涅耳公式309
cG~_EX$ 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
zWKrt.Dg 7.3.1晶体的光学分类311
"9MX,}X* 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
J8`1V`$ 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
4nVO.Ud0$X 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
8yJk81
gY 7.4晶体光学性质的图形表示318
jS5t?0 7.4.1折射率椭球318
AOvH&9** 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
juve9HaW 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
'xu7AKpU) 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
j,gM+4V^ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
l:k E^ =6 7.5.3斯涅耳作图法329
O(c4iWm 7.6偏振器和补偿器332
B8BY3~}] 7.6.1偏振器332
<+mO$0h"r 7.6.2波片338
1*eWvYo1 7.6.3补偿器341
N8/Au=De_ 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
R[ +]d|L 7.7.1偏振光的矩阵表示343
t`&s 7.7.2正交偏振345
l")o!N? 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
Bt`r6v;\ 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
;r2b@x:<_ 7.8偏振光的干涉351
s]V{}bY` 7.8.1平行偏振光的干涉351
l#J>It\ 7.8.2会聚光的偏光干涉354
OM.(g%2 7.9电光效应357
plz=G}Y 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
QKL]O* 7.9.2电光张量357
<T=o]M$ 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
nu1w: 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
4=#QN 7.9.5横向泡克尔效应363
(t]R#2{ 7.9.6电光效应的应用364
C9^elcdv 7.10声光效应369
z;@S_0M,Z 7.10.1声光衍射369
im^I9G
7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
J3!k*"P 7.10.3布拉格衍射371
rnt$BB[g 7.10.4声光效应的应用373
p_kTLNZd9 7.11旋光现象375
nG(|7x 7.11.1旋光现象的观察和规律375
EZNB`gO 7.11.2旋光现象的解释377
dsft=t8s 7.12磁致旋光效应 379
v*T@<]f3j 7.12.1法拉第效应379
*TMM:w|1 7.12.2法拉第效应的应用381
<P
Z\qE*+y 例题383
&<;nl^ 习题388
I?xhak1)lu 第8章光的吸收、色散和散射391
h?O%XnD 8.1光与物质相互作用的经典理论391
h11bK'TIv 8.1.1经典理论的基本方程392
;-P:$zw9c 8.1.2介质的复折射率393
j(2tbWg9- 8.2光的吸收396
hJtghG6v 8.2.1光吸收定律396
jind!@}! 8.2.2一般吸收与选择吸收397
v(WL 3[y; 8.2.3吸收光谱399
Y_ u7
0@` 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
l>Oe ,`9O 8.3光的色散403
:O2v0Kx 8.3.1正常色散与反常色散404
xdSj+507 8.3.2光孤子406
@%okaj#IO 8.4光的散射407
A UO0 8.4.1线性散射408
{~
vPq 8.4.2非线性散射413
(>/Dw|,m 例题417
+r34\mAO 习题418
Uu<sntyv 第9章现代光学技术简介420
"Mu$3w 9.1航天光学遥感420
YJ;a{)e 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
os0"haOI9h 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
L``mF(R^ 9.1.3航天光学遥感的发展426
? F:C!_ 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
$[9V'K 9.2自适应光学430
8*X
L19N 9.2.1自适应光学的概念430
|x~ei_x7.p 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
UmHb-uk ; 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
pl? J<48 9.2.4自适应光学技术应用举例437
bu!<0AP"N+ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
u K &_IE} 9.3红外与微光成像442
xo@/k 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
7qdl,z 9.3.2红外热成像技术443
SX94,5 _Q 9.3.3微光成像技术448
T"jDq1C/,E 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
v6(l#,
9.4瞬态光学456
;Z0cD*Jb 9.4.1高速摄影456
AHg4kG 9.4.2超短脉冲激光技术460
EwJn1Mvq 9.5光学信息处理462
E~U|v'GCd 9.5.1光学信息处理的基本原理462
?J1&,'& 9.5.2光学信息处理的应用举例465
k-p7Y@`+a 9.5.3空间光调制器469
m_W.r+s~C4 9.5.4小结472
4zvU"np 9.6微光学472
6O?S r, 9.6.1微光学的基本概念472
XsCbJ[Z_?q 9.6.2微光学元件和系统的设计474
Z)>a6s$ih< 9.6.3微光学元件加工技术475
YRX2^v ^[ 9.6.4微光学元件的应用483
rs)aEmvC 9.6.5我国在微光学方面的研究486
HGMH
g 9.7单片光电集成486
Ptxc9~k 9.7.1单片光电集成的概念487
v}t:}M<; 9.7.2Si基单片OEIC489
LWR&(p.% 9.7.3GaAs基单片OEIC490
'
=s*DL`0 9.7.4InP基单片OEIC491
:'Kx?Es 9.7.5小结494
UmMYe4LQR 习题答 案495
)Syf5I 参考文献502