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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he/WqCZ g {Kbb4%P+h 光学教程 ^( w %m# 3I}(as{Rp 作者：叶玉堂
%A]?5J)Bi 图书详细信息： XBvJc'(s ISBN：7302114617
\B72 # NR 定价：48元
G)(vd0X1 印次：1-1
-k4w$0) 装帧：平装
>g { w, 出版日期：2005-8-1
.el&\Jt 图书简介： N9 SC \ 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性，注意介绍了
激光系统和红外系统；第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展；第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
n8FmIo Z&` 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材，也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
C[4{\3\Va 前言： Za"m;+H<E 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时，其中物理光学部分约60个学时，应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础，以物理光学和应用光学为主体内容，着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散和散射，在介绍基础理论的同时，注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展，力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域，书中专辟一章（第9章），着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要，第1至8章选编了部分例题和习题，并在书后附有参考答 案。
E}YJGFB7" 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章，并负责全书各章的内容衔接；肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容；杨春平编写第7章和第8章的部分内容；吴云峰编写第9章；王昱琳编写习题和答 案；李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿，并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
e1Ne{zg~ 要特别提及的是，母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
:!'!V>#g 由于编者学识有限，加之时间仓促，书中难免出现缺点、错误或疏漏，恳请广大读者不吝指正。
ZqONK^ 编者
\/wbk`2 2005年2月于电子科技大学
ApT8;F B 目录： @k|V4 第一篇应 用 光 学
&d%0[Ui` 第1章几何光学基础3
,$H[ DX 1.1几何光学的基本定律3
e$vvm bK. 1.1.1发光点、
光线和光束3
=yR$^VSY 1.1.2几何光学的基本定律4
3dl#:Si 1.1.3全反射5
t)p . $ 1.1.4费马原理6
o( gEyK 1.2物像基本概念7
/s/\5-U7q 1.2.1光学系统与完善像概念7
goMv8d 1.2.2物和像的概念8
,
z-# B] 1.3球面和球面系统9
ep ,"@,, 1.3.1符号法则9
B(eC|:w[z 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
uV|%idC 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
tCF,KP? 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
XCo3pB
Wq~ 1.3.5球面反射镜17
oe4r_EkYwW 1.3.6共轴球面系统19
B$\,l.h E 1.3.7透镜21
Q>% {D n\? 1.4平面与平面系统23
G`D~OI 1.4.1平面反射镜23
T4c]VWtD 1.4.2平行平板26
8kRqF?rb j 1.4.3反射棱镜28
m9Pzy^g1 1.4.4折射棱镜32
)<~v ~|re 1.4.5光楔33
*WQl#JAr 1.5光学材料34
0etJ, _"> 例题37
!GAU?J;<#2 习题39
Xc}~_.] 第2章理想光学系统42
'gaa@ !bg 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
qQ{i2D%)?f 2.1.1理想光学系统的基本特性42
_rN1(=J 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
F7"v}K]X 2.2理想光学系统的物像关系45
E S>iM)M 2.2.1图解法求像45
_u] S/X- 2.2.2解析法求像46
fZ6-ap,u 2.3理想光学系统的放大率48
OL2 b 2.3.1放大率48
e,X {.NS 2.3.2节点和节平面49
y@'~fI!E4 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
* a[iq`499 2.4理想光学系统的组合52
(rT1wu p 2.4.1双光组组合52
&F 3'tf? 2.4.2多光组组合55
( +x!wX( x 2.5单透镜57
N
t-8[J 2.5.1单个折射球面的主点57
w vnuE<o8 2.5.2单
透镜的基点与基面58
. 1q4Q\B< 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
M3EB=tU 2.6光学系统中的光束限制62
gP^p7aYwn 2.6.1光阑及其作用62
!uxma~ZH- 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
xU LcS :Q 2.6.3视场光阑65
.B? J@, 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
ssUm1F\ 2.6.5光学系统的景深67
vw'BKi
F 2.6.6远心光路70
`at>X&Ce, 2.7像差概述72
u 6"v}gN 2.7.1轴上点球差72
a{y"vVQOF 2.7.2单色光轴外像差73
Be4n\c. 2.7.3色差78
$%K yz\;7/ 2.8波像差80
W*!u_]K> 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
V.?Oly 2.9.1近轴光的矩阵表示82
W Wtksi, 2.9.2物像矩阵83
;XD Glv% 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
Eo @b)h 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
0Vwl\,7z9 例题88
p( 6!7t: 习题91
Y )](jU%o 第3章光学仪器的基本原理94
Z]\IQDC 3.1眼睛94
Z{p62|+Ck@ 3.1.1眼睛的结构94
&`}8Jz=S 3.1.2眼睛的调节96
\1H~u,a 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
>=VtL4K^ 3.1.4眼睛的分辨率98
6d#:v"^, 3.2放大镜98
n u!tk$Q 3.2.1放大镜的放大率99
,b!]gsds 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
:h!&.FB 3.3显微镜101
s4kkzTnXE3 3.3.1显微镜的成像原理101
us2RW<Oxv 3.3.2显微镜中的光束限制103
5a^b{=#Y 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
G8hq;W4@]/ 3.3.4显微物镜106
+H `FC 3.4望远镜107
=(\xe|
Q 3.4.1望远镜的一般特性107
/q\{Os rX 3.4.2望远物镜110
_ rIFwT1] 3.4.3望远镜目镜111
9i`sSi8
3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
lE 09 Y 3.5摄影系统118
C0#" U f 3.5.1摄影物镜的光学特性118
j{ : >"6 3.5.2摄影物镜的景深120
5.o{A#/NTl 3.5.3摄影物镜的类型121
"i1 r9TLc 3.6现代光学系统122
r_Eu LFM A 3.6.1激光光学系统122
TQiD bgFo 3.6.2傅里叶变换光学系统128
|h{#r7H0 3.6.3线性成像物镜131
!3J YG 习题133
TxDzGC 第二篇物 理 光 学
zZ})$Ny( 第4章光的电磁理论137
^Ss4< 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
+u[?8D7Y 4.1.1电磁波谱137
-'F? | 4.1.2电磁场基本方程138
E2 xcd#ZD 4.2光波在各向同性介质中的传播141
=0gfGwD{ 4.2.1波动方程141
`GQ'yv 4.2.2时谐均匀平面波143
k2t#O%_f 4.3光波的偏振特性150
Kulh: d:w 4.3.1光波的偏振态150
=j$!N# L 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
DAHQ7#qfQC 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
l We1Q # 4.4.1反射定律、折射定律154
+~] :oj 4.4.2菲涅耳公式156
%yJ
$R2%*y 4.4.3反射率和透射率160
<-%OXEG 4.4.4全反射与临界角164
#nS[]UbwZ 4.5光波场的频率谱168
0{'% j~" 4.5.1光波场的时间频率谱168
)?D w) s5 4.5.2光波场的空间频率谱173
tMnwY' 4.6球面光波和柱面光波176
TexSUtx@$ 4.6.1球面光波176
cN] ]J 4.6.2柱面光波177
RbA.%~jjx* 例题178
=3=
$F% 习题181
>Vl8ZQ8 第5章光的干涉184
D/7hVwMw: 5.1光干涉的条件184
yD n 8{uI 5.1.1光的干涉现象184
I nCo[ 8SI 5.1.2光干涉的条件185
QZ:xG:qyk; 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
m=.}}DcSs 5.2双光束干涉189
8/16<yZ 5.2.1分波面双光束干涉189
++ZtL\h{7 5.2.2分振幅双光束干涉193
TP-<Lhy 5.3多光束干涉200
]Y%U5\$ 5.3.1平行平板的多光束干涉200
$, v[<T` 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
YLO/J2[' 5.4光学薄膜208
Z.v2 !u 5.4.1单层光学薄膜208
<z+b88D 5.4.2多层光学薄膜210
z')zV oW, 5.4.3光学薄膜的应用214
C6P(86? 5.4.4高反射率的测量217
v@KP~kp 5.5典型的干涉仪及其应用219
SF#Rc>v 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
{6uh Ub
5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
O"Ua|8 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
\XI9 +::% 5.6光的相干性227
w6w'Jx 5.6.1光的空间相干性227
lAcXi$ pF 5.6.2光的时间相干性232
JMa[Ulz 例题235
{?zbrgQ<Z 习题238
zC[lPABQ 第6章光的衍射243
.xIu 6.1光的衍射现象243
2*<'=*zaQ 6.2衍射的基本原理244
oF9c >^s 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
|loo ^!I 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
Uq8=R)1<|d 6.2.3衍射的巴比涅原理250
_ o-lNt+ 6.3夫琅禾费衍射250
4EB&Zmg[K 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
*gxo! F} 6.3.2矩孔衍射251
b5v6Y:f&fK 6.3.3单缝衍射255
lx vRF93a. 6.3.4圆孔衍射256
RaNz)]+7` 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
14,Pf`5Sz 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
nR()ei^X 6.4.2成像系统的分辨率261
D#?jd dr- 6.5夫琅禾费多缝衍射264
/j0zb& 6.5.1强度分布公式264
/V% ]lmxQ 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
<m|\#Jw_V 6.6衍射光栅270
QlFt:?7f 6.6.1光栅的分光性能270
;& PK6G 6.6.2闪耀光栅273
ggR--`D[ 6.6.3波导光栅275
.}V&*-e p 6.7菲涅耳衍射278
=:;KY uTr 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
8% ;K# ,> 6.7.2菲涅耳波带片282
5v
uB87` 6.7.3菲涅耳直边衍射285
~il{6Z+#n 6.8全息术290
lv* fK 6.8.1全息术的原理291
3nJd0 E 6.8.2全息术的特点293
xa?#wY
b 6.8.3全息术的应用293
ps* dO 例题296
s.)nS $ 习题299
jW G=k#WN 第7章晶体光学302
^S'#)H-8C3 7.1介电张量302
W"@FRWcd 7.1.1各向异性介质的介电张量302
xq2
,S 7.1.2介电张量的对称性304
/
hl:p 7.2单色平面波在晶体中的传播306
-q-/0d<l 7.2.1相速度和光线速度306
}uTe(Rf 7.2.2菲涅耳公式309
<%2A,
Vz" 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
JvZNr?_w% 7.3.1晶体的光学分类311
b BFdr 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
:gNTQZR 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
Ve1O<i 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
N{f4-i~ 7.4晶体光学性质的图形表示318
RNJUA^{ 7.4.1折射率椭球318
CX8tTbuFl 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
P2+Z^J`Y> 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
8jnz;;| 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
&!kr & g#] 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
sPee" 9%, 7.5.3斯涅耳作图法329
~alC5|wCUQ 7.6偏振器和补偿器332
Nm 0kMq|h 7.6.1偏振器332
i'Oh^Y)E# 7.6.2波片338
+6xEz67A< 7.6.3补偿器341
~x>?1 K 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
1f"LAs`% 7.7.1偏振光的矩阵表示343
Z L3aO,G2 7.7.2正交偏振345
:V%XEN) 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
F_Q?0 Do0' 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
c==` r
C 7.8偏振光的干涉351
l&z)Q/>?pZ 7.8.1平行偏振光的干涉351
Nz ,8NM] 7.8.2会聚光的偏光干涉354
`+!Go XI 7.9电光效应357
z'G~b[kG4n 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
I#]$H#}Av 7.9.2电光张量357
f8Xe%"< 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
=/k*w#j 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
;(kU:b|j 7.9.5横向泡克尔效应363
AU@XpaPWh 7.9.6电光效应的应用364
*Q<%(JJ 7.10声光效应369
39W6"^q"o 7.10.1声光衍射369
%EZG2J jO) 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
!zw)! rV= 7.10.3布拉格衍射371
8%UI<I, 7.10.4声光效应的应用373
u0md ^ 7.11旋光现象375
*N0R 3da 7.11.1旋光现象的观察和规律375
P8JN
m"C 7.11.2旋光现象的解释377
/ ;%[:x 7.12磁致旋光效应 379
#K3A{
jb, 7.12.1法拉第效应379
"G8w}n:y 7.12.2法拉第效应的应用381
LD J=<c! 例题383
2/9P&c-r p 习题388
EH'?wh|Yp 第8章光的吸收、色散和散射391
X^PR];V:$ 8.1光与物质相互作用的经典理论391
He4sP` &I 8.1.1经典理论的基本方程392
;P-xKRU!Xx 8.1.2介质的复折射率393
f!`,!dZgkd 8.2光的吸收396
L` yyn/2> 8.2.1光吸收定律396
qp-/S^ % 8.2.2一般吸收与选择吸收397
$lj1924?^ 8.2.3吸收光谱399
2EubMG 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
4s<*rKm~ 8.3光的色散403
glk_ *x 8.3.1正常色散与反常色散404
<}c`jN!z. 8.3.2光孤子406
)+[{ MR ' 8.4光的散射407
Y
9eGDpW 8.4.1线性散射408
^/Id!Y7 8.4.2非线性散射413
3N?WpA768/ 例题417
0Ts[IHpg&E 习题418
!s;+6Sy 第9章现代光学技术简介420
:@TfhQV_=Q 9.1航天光学遥感420
Azrc+ k 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
&#'[]V%^F 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
Ix,`lFbH 9.1.3航天光学遥感的发展426
$ 1 N_qu 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
qA< PF+f 9.2自适应光学430
"WTnC0< 9.2.1自适应光学的概念430
c~0YIk>] 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
ellj/u61bj 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
nn@"6 8]g 9.2.4自适应光学技术应用举例437
T!uK _ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
l>RW&C&T 9.3红外与微光成像442
R$@|t? 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
A*BIudli 9.3.2红外热成像技术443
A L#"j62 9.3.3微光成像技术448
JVA JL q 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
.(tga&] 9.4瞬态光学456
uj$b/I>.' 9.4.1高速摄影456
t) 74( 9.4.2超短脉冲激光技术460
hlxZq 9.5光学信息处理462
7FMg6z8~ 9.5.1光学信息处理的基本原理462
3F ;+ D 9.5.2光学信息处理的应用举例465
-r_ /b 9.5.3空间光调制器469
sgDlT=c' 9.5.4小结472
w !7f* 9.6微光学472
iWu$$IV?- 9.6.1微光学的基本概念472
k ,S'i#4q4 9.6.2微光学元件和系统的设计474
O $uXQ.r 9.6.3微光学元件加工技术475
~S)o (' 9.6.4微光学元件的应用483
iIwMDlQ " 9.6.5我国在微光学方面的研究486
oc ,a 9.7单片光电集成486
6elmLDMni\ 9.7.1单片光电集成的概念487
Exox&T 9.7.2Si基单片OEIC489
4r!8_$fN?G 9.7.3GaAs基单片OEIC490
BlQu9{=n 9.7.4InP基单片OEIC491
= & ~*r 9.7.5小结494
~/J:p5?L 习题答 案495
-C wx % 参考文献502
