光学专业书籍推荐:第一本《光学教程》,出版日期:2005-8-1。
>^_ bD cma*Dc
#Gf+=G )j&"%[2F 光学教程 'cd N3i( %i0\1hhV< 作者:叶玉堂
}IkQA#4$ 图书详细信息:
*~VxC{ ISBN:7302114617
9IZu$- 定价:48元
,/Cq
v 印次:1-1
]$iN#d|ZU 装帧:平装
h
y-cG%f 出版日期:2005-8-1
]<w:V`( 图书简介: Qvoqx>2p5 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。
)mN9(Ob! 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。
.p6+l!" 前言: 0Bolv_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。
:14i?4Fd 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。
-=}3j&,\R 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!
tpf7_YP_!- 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。
g:)DNy 编者
1(dj[3Mt 2005年2月于电子科技大学
Oe]&( 目录: iU2KEqCm 第一篇应 用 光 学
]Yyia.B 第1章几何光学基础3
?pGkk=,KB 1.1几何光学的基本定律3
&*,:1=p 1.1.1发光点、
光线和光束3
o4^Fo p 1.1.2几何光学的基本定律4
U bz"rCjq 1.1.3全反射5
%1U`@0 1.1.4费马原理6
'3(l-nPiG^ 1.2物像基本概念7
)M<vAUF 1.2.1光学系统与完善像概念7
C;B}3g& 1.2.2物和像的概念8
y9HK | 1.3球面和球面系统9
\}]iS C.2 1.3.1符号法则9
Ka_S n 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
j) vlM+ 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
ZU&"73 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
BN_7Ay/k 1.3.5球面反射镜17
||B;o- 1.3.6共轴球面系统19
Wsj=!Obc 1.3.7透镜21
-p,x&h,p 1.4平面与平面系统23
>`T5]_a 1.4.1平面反射镜23
Xh+ia#K 1.4.2平行平板26
e(B9liXM 1.4.3反射棱镜28
)h$NS2B` 1.4.4折射棱镜32
j5
wRGn3 1.4.5光楔33
#=e;?w 1.5光学材料34
/\d$/~BFi 例题37
^U7OMl4Usq 习题39
dfj\RIV8 第2章理想光学系统42
|Rzy8j* 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
"E=j|q 2.1.1理想光学系统的基本特性42
I*[tMzE 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
<g2_6C\j 2.2理想光学系统的物像关系45
m>&HuHf 2.2.1图解法求像45
'W. Vr4 2.2.2解析法求像46
6gO9 MQY 2.3理想光学系统的放大率48
^(x^6d 2.3.1放大率48
Y;J *4k] 2.3.2节点和节平面49
P* #8ZMA< 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
/'DwfX 2.4理想光学系统的组合52
-7-['fX 2.4.1双光组组合52
@Cq? :o< 2.4.2多光组组合55
rJfqA@ 2.5单透镜57
/FY2vDfU6 2.5.1单个折射球面的主点57
7YIK9edP 2.5.2单
透镜的基点与基面58
I0= NaZ7 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
r8M Zvm2 2.6光学系统中的光束限制62
vlWw3>4 2.6.1光阑及其作用62
I=DLPgzO9 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
QGnxQ{ko 2.6.3视场光阑65
Bo_ym36N 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
@!tVr3;N$ 2.6.5光学系统的景深67
f>Td)s1
M 2.6.6远心光路70
o,Z{ w" 2.7像差概述72
Mio>{%/ 2.7.1轴上点球差72
1' w:`/_ 2.7.2单色光轴外像差73
n(Y%Vmy 2.7.3色差78
3HV%4nZLf 2.8波像差80
tOdT[& 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
> 6CV4 L 2.9.1近轴光的矩阵表示82
9|r* pK[ 2.9.2物像矩阵83
Ps[$.h 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
zi]%Zp 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
*6ZCDm&N 例题88
43:t
\ 习题91
+54aO 第3章光学仪器的基本原理94
=Ov7C[( 3.1眼睛94
iAO5"(>}? 3.1.1眼睛的结构94
t@zdmy 3.1.2眼睛的调节96
`vk0c 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
B uQ|~V 3.1.4眼睛的分辨率98
Jcf"#u-Q/ 3.2放大镜98
X!,@j\L 3.2.1放大镜的放大率99
Q'NmSX)0 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
FY0%XW 3.3显微镜101
n[+'OU[ 3.3.1显微镜的成像原理101
"l~Ci7& !a 3.3.2显微镜中的光束限制103
NC23Z0y 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
+JdZPb 3.3.4显微物镜106
T3J'fjY 3.4望远镜107
#XIc
"L)c 3.4.1望远镜的一般特性107
O_,O,1 3.4.2望远物镜110
GY!C|7kN 3.4.3望远镜目镜111
P~$<X 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
V-W'RunnW 3.5摄影系统118
t=wXTK5" 3.5.1摄影物镜的光学特性118
nL`9l1 3.5.2摄影物镜的景深120
-$8.3\6h 3.5.3摄影物镜的类型121
cSD{$B: 3.6现代光学系统122
%|Qw9sbd 3.6.1激光光学系统122
:J_oj:0r"f 3.6.2傅里叶变换光学系统128
^JeMuU 3.6.3线性成像物镜131
f4t.f*# 习题133
!>.vh]8g 第二篇物 理 光 学
M].8HwC + 第4章光的电磁理论137
9(1rh9`= 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
OKue" p 4.1.1电磁波谱137
!XE aF]8 4.1.2电磁场基本方程138
iw]k5<qKj 4.2光波在各向同性介质中的传播141
'&yg{n 4.2.1波动方程141
^QL 877 4.2.2时谐均匀平面波143
HOW7cV'X 4.3光波的偏振特性150
fv'4f$U 4.3.1光波的偏振态150
fib#CY 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
Utl
t< 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
>%%=0!,yX 4.4.1反射定律、折射定律154
gSi5u#}J 4.4.2菲涅耳公式156
70gg4BS 4.4.3反射率和透射率160
J1F{v)T'? 4.4.4全反射与临界角164
UsW5d]i}Y 4.5光波场的频率谱168
b{[*N 4.5.1光波场的时间频率谱168
y;`eDS'0.N 4.5.2光波场的空间频率谱173
d"<F!?8 4.6球面光波和柱面光波176
@|A| 4.6.1球面光波176
JJk#,AP 4.6.2柱面光波177
F1W+o?B 例题178
!p.^ITM3S 习题181
C3 ;[e0.1b 第5章光的干涉184
MiGcA EF; 5.1光干涉的条件184
]#eh&jw 5.1.1光的干涉现象184
nYw\'c 5.1.2光干涉的条件185
:hqZPajE 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
e1(h</M U2 5.2双光束干涉189
?T'][q 5.2.1分波面双光束干涉189
MK$Jj" 5.2.2分振幅双光束干涉193
N +Sq}hI 5.3多光束干涉200
T_hV%
5.3.1平行平板的多光束干涉200
\_ow9vU 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
f6ZZ}lwaV 5.4光学薄膜208
l gq=GHW 5.4.1单层光学薄膜208
Hcv u7uD 5.4.2多层光学薄膜210
k=n
"+ 5.4.3光学薄膜的应用214
KCqqJ}G 5.4.4高反射率的测量217
#uvJH8)D 5.5典型的干涉仪及其应用219
+<(a}6dt 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
Uene=Q6> 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
4O$2]D.\ 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
y?:dE.5p| 5.6光的相干性227
@6MAX" 5.6.1光的空间相干性227
/&s}<BMHU 5.6.2光的时间相干性232
,)#.a%EKA 例题235
-Zy)5NB-tZ 习题238
Jq1 n0O 第6章光的衍射243
VWa|Y@Dc] 6.1光的衍射现象243
rxE&fjW 6.2衍射的基本原理244
'EX4.h
a5 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
[X"k>
Sq 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
ZgYZwc&- 6.2.3衍射的巴比涅原理250
(_8#YyW# 6.3夫琅禾费衍射250
0s%6n5> 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
8&(-8 6.3.2矩孔衍射251
%KV2<t? 6.3.3单缝衍射255
YKx 1NC 6.3.4圆孔衍射256
f%Ke8'& 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
Alu5$6X 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
uQp_':\k 6.4.2成像系统的分辨率261
UKs$W` 6.5夫琅禾费多缝衍射264
Slx2z%'> 6.5.1强度分布公式264
e- 6(F4 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
.ZX2^)`XD 6.6衍射光栅270
uBeNXOre 6.6.1光栅的分光性能270
Bw-s6MS 6.6.2闪耀光栅273
"$@,n7k 6.6.3波导光栅275
>]/dOH,A 6.7菲涅耳衍射278
b(&]>z 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
$
I<|-]u 6.7.2菲涅耳波带片282
m5gI~1(9 6.7.3菲涅耳直边衍射285
mw+j|{[ 6.8全息术290
.TN2s\:]jw 6.8.1全息术的原理291
Je~p%m#e;K 6.8.2全息术的特点293
{j@+h%sF>+ 6.8.3全息术的应用293
pt})JMm 例题296
,cQA*;6 习题299
V/-MIH7SF 第7章晶体光学302
SCq3Ds^ 7.1介电张量302
Wem?{kx0 7.1.1各向异性介质的介电张量302
lU$X4JBzS 7.1.2介电张量的对称性304
2f{kBD 7.2单色平面波在晶体中的传播306
HD00J]y_ 7.2.1相速度和光线速度306
NbDda/7ki 7.2.2菲涅耳公式309
t-EV h~D1p 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
"::9aYd! 7.3.1晶体的光学分类311
_3&/(B%H 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
=uc^433. 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
V.j#E1 P 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
K+> V|zKuk 7.4晶体光学性质的图形表示318
8MQbLj'H 7.4.1折射率椭球318
MBO,\t. 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
T{HfP 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
uu@<&.r\C 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
$i%HDt| 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
RpeBm#E2 7.5.3斯涅耳作图法329
I~k=3,7< 7.6偏振器和补偿器332
swt\Ru6, 7.6.1偏振器332
bL
MkPty 7.6.2波片338
T#N80BH[ 7.6.3补偿器341
.b~OMTHuvM 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
JD-Becz 7.7.1偏振光的矩阵表示343
hU+#S(t>b 7.7.2正交偏振345
+gNX7xuY 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
@?M;'xMbB 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
/J.0s0@ 7.8偏振光的干涉351
+7^w9G 7.8.1平行偏振光的干涉351
]!-R<[b
6 7.8.2会聚光的偏光干涉354
8E-Ip>{> 7.9电光效应357
APOea 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
U,d2DAvt 7.9.2电光张量357
-s33m]a; 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
:SdIU36 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
.W-=x,`hY4 7.9.5横向泡克尔效应363
*NF&Y 7.9.6电光效应的应用364
x' ?.~ 7.10声光效应369
/t5g"n3 7.10.1声光衍射369
)2toL5 Q 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
W
n6,U=$3 7.10.3布拉格衍射371
13\Sh 7.10.4声光效应的应用373
sgD@}":m 7.11旋光现象375
$'y1Po'2 7.11.1旋光现象的观察和规律375
Z{
%Uw;d 7.11.2旋光现象的解释377
Q>V?w gZ 7.12磁致旋光效应 379
VrudR#q 7.12.1法拉第效应379
Ipg\9*c` 7.12.2法拉第效应的应用381
6\XP|n-0+0 例题383
"LXXs0 习题388
zQ=aey% 第8章光的吸收、色散和散射391
zK,~ 37)\ 8.1光与物质相互作用的经典理论391
v(a9#bMZU 8.1.1经典理论的基本方程392
PXR0 Yn 8.1.2介质的复折射率393
Vj29L?3 8.2光的吸收396
VBhE{4J 8.2.1光吸收定律396
LuLy6]6D; 8.2.2一般吸收与选择吸收397
j#CuR7m 8.2.3吸收光谱399
+6uOg,; 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
]y$)%J^T 8.3光的色散403
F61+n!%8 8.3.1正常色散与反常色散404
^sJ1 ^LT 8.3.2光孤子406
E8+8{
#f; 8.4光的散射407
Q-:Ah:/ 8.4.1线性散射408
X3<SP 8.4.2非线性散射413
20n%o&kG]8 例题417
Qz'O{f 习题418
h=:*7>} 第9章现代光学技术简介420
bL+sN"Km 9.1航天光学遥感420
9'D8[p% 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
ozT._C 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
XL=2wh 9.1.3航天光学遥感的发展426
<JG Yr 4V 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
K~P76jAe$ 9.2自适应光学430
4
3}qaf[ 9.2.1自适应光学的概念430
bn5"dxV 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
LPsh?Ca?N 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
O2/%mFS. 9.2.4自适应光学技术应用举例437
{c.}fyN 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
t!NrB X 9.3红外与微光成像442
%`bLmfm 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
Mf!owpW
T 9.3.2红外热成像技术443
XA=|]5C 9.3.3微光成像技术448
q=T<^Tk#e 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
*4zoAs lU1 9.4瞬态光学456
D
"JMSL4r 9.4.1高速摄影456
r7zf+a] 9.4.2超短脉冲激光技术460
9t,aT!f 9.5光学信息处理462
Vx0MG{vG1 9.5.1光学信息处理的基本原理462
FI80vV7
9.5.2光学信息处理的应用举例465
@oUf}rMiDa 9.5.3空间光调制器469
Fj'\v#h 9.5.4小结472
Vjv6\;tt8 9.6微光学472
IO?~b X P 9.6.1微光学的基本概念472
"-G.V#zI 9.6.2微光学元件和系统的设计474
h}Fu"zK 9.6.3微光学元件加工技术475
\mqhugy 9.6.4微光学元件的应用483
6,sRavs 9.6.5我国在微光学方面的研究486
Q&\ZC?y4 9.7单片光电集成486
89 _&X[X 9.7.1单片光电集成的概念487
?14X8Mb8W_ 9.7.2Si基单片OEIC489
EuhF$L1 9.7.3GaAs基单片OEIC490
Nj! R9N 9.7.4InP基单片OEIC491
bvt-leA= 9.7.5小结494
]IN- 习题答 案495
LA( f]Xmc 参考文献502