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光学专业书籍推荐：第一本《光学教程》，出版日期：2005-8-1。 S^c5 &g\D-At  y9=/kFPR m kC!7 <%( 光学教程 z X"@QB3E g%4-QCZ, 作者：叶玉堂
I'`Q_5s5 图书详细信息： `-hFk 88 ISBN：7302114617 |FS79 Bv 定价：48元 cZe,l1$ 印次：1-1 ([qw#!;w; 装帧：平装 PxM]3Aoa 出版日期：2005-8-1 j I_TN5 图书简介： *S~gF/*kP 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。 ]>b.oI / 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。 -|~6Zf" 前言： RnE=T /VZJ 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。 m;>HU Tj 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。 Sy6Y3 ~7 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! Q0Y0Zt,h 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。 w`bojM@e1 编者 5%mc| 2005年2月于电子科技大学 .RxH-]xk 目录： @SF*Kvb& 第一篇应 用 光 学 $Vv L 第1章几何光学基础3 T$U,rOB" 1.1几何光学的基本定律3 ArDkJ`DE 1.1.1发光点、 光线和光束3 E? l_ *[G 1.1.2几何光学的基本定律4 3WZ]9v{k 1.1.3全反射5 iq)4/3"6 1.1.4费马原理6 `PX SQf 1.2物像基本概念7 cT'D2Yeq 1.2.1光学系统与完善像概念7 tY-{uHW&h 1.2.2物和像的概念8 IGeXj%e 1.3球面和球面系统9 nsQx\Tnhx 1.3.1符号法则9 ~4S@kYe{3K 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10 6}ct{Q 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12 `h*)PitRa 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15 bnt>j0E 1.3.5球面反射镜17 N2[EdOJT_ 1.3.6共轴球面系统19 U6;,<-bL 1.3.7透镜21 T$RVz
1.4平面与平面系统23 *^e06xc: 1.4.1平面反射镜23 G[z!;Zuf 1.4.2平行平板26 jHBzZ!< 1.4.3反射棱镜28 ys`"-o[ * 1.4.4折射棱镜32 6}zargu(; 1.4.5光楔33 `./$hh 1.5光学材料34 =oz $uD}? 例题37 W'WZ@ !! 习题39 ?.Z4GWyXa 第2章理想光学系统42 fgcI55&jV{ 2.1理想 光学系统的基本特性、基点和基面42 {}!`v% z 2.1.1理想光学系统的基本特性42 `IL''eJug_ 2.1.2理想光学系统的基点和基面43 s @\UZ C 2.2理想光学系统的物像关系45 X&R ,-^ 2.2.1图解法求像45 OE_;i}58 2.2.2解析法求像46 &} %rZ U 2.3理想光学系统的放大率48 M{M>$pt 2.3.1放大率48 (ns> z7 2.3.2节点和节平面49 }@JPvI E 2.3.3用平行光管测定 焦距的原理51 9,8}4Y=GVI 2.4理想光学系统的组合52 t<~$?tuZ 2.4.1双光组组合52 zE$KU$ 2.4.2多光组组合55 it ?l! ~ 2.5单透镜57 R E~:+.eB 2.5.1单个折射球面的主点57 cZ>h [XX[ 2.5.2单 透镜的基点与基面58 .KH3.v/c| 2.5.3薄透镜和薄透镜组61 5k /Y7+*?E 2.6光学系统中的光束限制62 W6cA@DN$# 2.6.1光阑及其作用62 OX|nYTp 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63 h,QC#Ak o 2.6.3视场光阑65 5~ho1Ud 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65 (vL-Z[M! 2.6.5光学系统的景深67 rO#WG}E<" 2.6.6远心光路70 @nIoYT=' 2.7像差概述72 #|\w\MJamP 2.7.1轴上点球差72 H<6TN^ 2.7.2单色光轴外像差73 eRV 4XB : 2.7.3色差78 )L^GGy8w 2.8波像差80 Z.:g8Xl-6 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81 ZcT%H*Ib]9 2.9.1近轴光的矩阵表示82 PDwi] )6mf 2.9.2物像矩阵83 (- ]A1WQ? 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85 sw:o3cC] 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86 btb$C 例题88 53vnON#{* 习题91 uU+R,P 0 第3章光学仪器的基本原理94 |ATz<"q> 3.1眼睛94 HfQZRDH 3.1.1眼睛的结构94 ,\ t:R1. 3.1.2眼睛的调节96 a?63 5*9K 3.1.3眼睛的缺陷和校正97 H);O. m 3.1.4眼睛的分辨率98 m6'VMW 3.2放大镜98 f=$w,^ )M 3.2.1放大镜的放大率99 >%x N?% 3.2.2放大镜的光束限制和视场100 960 [.99 3.3显微镜101 pb>TUKvT& 3.3.1显微镜的成像原理101 +`y{r^xD 3.3.2显微镜中的光束限制103 q\0CS>. 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104 H]^hEQ3DT 3.3.4显微物镜106 y ;'yob 3.4望远镜107 olHT* mr 3.4.1望远镜的一般特性107 8mrB_B5 3.4.2望远物镜110 uItzFX* 3.4.3望远镜目镜111 *y6zwe !M 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117 4Lg!54P8 3.5摄影系统118 ] 2Vu+AP 3.5.1摄影物镜的光学特性118 t[dOWgHi 3.5.2摄影物镜的景深120 /Qa'\X,f3 3.5.3摄影物镜的类型121 fu=GgD* 3.6现代光学系统122 5o v F$qn 3.6.1激光光学系统122 d*}dM " 3.6.2傅里叶变换光学系统128 C[4{\3\Va 3.6.3线性成像物镜131 JY5)^<.d 习题133 l0
Eh? 第二篇物 理 光 学 9 a $\l2 第4章光的电磁理论137 hggP9I :s, 4.1电磁波谱电磁场基本方程137 %z9lCTmy 4.1.1电磁波谱137 80'!XK SP 4.1.2电磁场基本方程138 ekR/X 4.2光波在各向同性介质中的传播141 I`% ]1 { 4.2.1波动方程141 Ad :}i9-x 4.2.2时谐均匀平面波143 o0Z~9iF& 4.3光波的偏振特性150 B(eC|:w[z 4.3.1光波的偏振态150 dE_d.[! 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152 d~ |/LR5 4.4光波在介质界面上的反射和折射154 2HX#:y{\l 4.4.1反射定律、折射定律154 5#WyI#YNG 4.4.2菲涅耳公式156 q{ c/TRp7 4.4.3反射率和透射率160 U!TSAg21P 4.4.4全反射与临界角164 [( O*W 4.5光波场的频率谱168 SjmWl f, 4.5.1光波场的时间频率谱168 I{8sLzA03S 4.5.2光波场的空间频率谱173 j,Vir"-) 4.6球面光波和柱面光波176 #~JR_oQE ! 4.6.1球面光波176 A8zh27[w% 4.6.2柱面光波177 -Uo"!o>x| 例题178 4e!> A 习题181 tsWzM9Yf 第5章光的干涉184 U#mrbW 5.1光干涉的条件184 kw$*o
k 5.1.1光的干涉现象184 V|q`KOF 5.1.2光干涉的条件185 .~C[D
T+, 5.1.3从普通 光源获得相干光的方法188 |%tI!RN): 5.2双光束干涉189 O Bp&64 5.2.1分波面双光束干涉189 F<Y> 5.2.2分振幅双光束干涉193 Od? b(bE.] 5.3多光束干涉200 {sR|W:fS$ 5.3.1平行平板的多光束干涉200 B4/\RC2 5.3.2多光束干涉条纹的特性202 *D:"I!Ho 5.4光学薄膜208 \1H~u,a 5.4.1单层光学薄膜208 `U6bI`l 5.4.2多层光学薄膜210 [ }1+=Ub 5.4.3光学薄膜的应用214 i4g99Kvl 5.4.4高反射率的测量217 eN Y? 5.5典型的干涉仪及其应用219 :WM[[LOaC 5.5.1迈克耳孙干涉仪219 c)Ep< W<r1 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221 4) OM58e} 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222 p J #<e 5.6光的相干性227 <`Q*I
Y 5.6.1光的空间相干性227 Hp1n*0%dZ& 5.6.2光的时间相干性232 \NTN B9>CO 例题235 z&W5@6")` 习题238 Tu9[byf rI 第6章光的衍射243 c.JMeh 6.1光的衍射现象243 zSM;N^X 8? 6.2衍射的基本原理244 cpe/GvD5] 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244 nApkK1? 6.2.2基尔霍夫衍射公式246 Kulh: d:w 6.2.3衍射的巴比涅原理250 %Tvy| L
, 6.3夫琅禾费衍射250 <RPy 6.3.1夫琅禾费衍射装置250 GJB= 5nE 6.3.2矩孔衍射251 VsTa!V^~ 6.3.3单缝衍射255 )?D w) s5 6.3.4圆孔衍射256 Rd|xw%R\mb 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259 MD qUl:] 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259 7Ew.6!s#n1 6.4.2成像系统的分辨率261 @b, &b6V 6.5夫琅禾费多缝衍射264 Qk_` IlSd 6.5.1强度分布公式264 di,?` 6.5.2多缝衍射的特点与图样266 wO&2S-;_K 6.6衍射光栅270 V {H/>>k7 6.6.1光栅的分光性能270 (}:n#|,{M 6.6.2闪耀光栅273 qZ 79IX'y 6.6.3波导光栅275 u lzQ[?OMl 6.7菲涅耳衍射278 e9e7_QG_- 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278 ;{e =Iz}/ 6.7.2菲涅耳波带片282 eKj'[2G@/ 6.7.3菲涅耳直边衍射285 UvPD/qu$8D 6.8全息术290 | Vq&IfP 6.8.1全息术的原理291 _# mo6' )j 6.8.2全息术的特点293 rt5eN:'qY 6.8.3全息术的应用293 5PXo1"n8T 例题296 ['l.]k-b} 习题299 _ o-lNt+ 第7章晶体光学302 1G6 MO 7.1介电张量302 = e>#oPH 7.1.1各向异性介质的介电张量302 y?1<7>L5~ 7.1.2介电张量的对称性304 S5$sB{\R 7.2单色平面波在晶体中的传播306 /j0zb& 7.2.1相速度和光线速度306 tg X},OU^ 7.2.2菲涅耳公式309 k5=VH5{S 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311 cx(W{O"Jb 7.3.1晶体的光学分类311 t=;84lA 7.3.2光在各向同性介质中的传播312 U.[?1: v 7.3.3光在单轴晶体中的传播313 3nJd0 E 7.3.4光在双轴晶体中的传播317 ;Q0WCm\5 7.4晶体光学性质的图形表示318 clwJ+kku@ 7.4.1折射率椭球318 UI,i 2<& 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322 BIr 24N 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326 |=Mn~`9p 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326 dK=<%)N 7.5.2光在晶体界面上的全反射328 -a}d
@& 7.5.3斯涅耳作图法329 )38M~/ ^l 7.6偏振器和补偿器332 aB(6yBBoxj 7.6.1偏振器332 0H6^2T< 7.6.2波片338 1M4I7 *r 7.6.3补偿器341 nv9kl Q@ 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342 )/hb9+S 7.7.1偏振光的矩阵表示343 r95l.v 7.7.2正交偏振345 zgdOugmmt_ 7.7.3偏振器件的矩阵表示346 -[I}"Glz: 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350 v=~=Q*\l 7.8偏振光的干涉351 +Y^_1 7.8.1平行偏振光的干涉351 D w@0P 7.8.2会聚光的偏光干涉354 f8DF>]WW 7.9电光效应357 osJ;"B36 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357 Ikkv <uY 7.9.2电光张量357 [,F5GW{x 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359 ^r7-| 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360 W|PKcZ ]Uc 7.9.5横向泡克尔效应363 4}~zVT0'~ 7.9.6电光效应的应用364 l1|z;
$_z 7.10声光效应369 l 1RpG" 7.10.1声光衍射369 9*@K l` \ 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370 mv1_vF: 7.10.3布拉格衍射371 \?bp^BrI 7.10.4声光效应的应用373 N|,6< | 7.11旋光现象375 39W6"^q"o 7.11.1旋光现象的观察和规律375 %EZG2J jO) 7.11.2旋光现象的解释377 !zw)! rV= 7.12磁致旋光效应 379 8%UI<I, 7.12.1法拉第效应379 y<G@7? 7.12.2法拉第效应的应用381 1|L3} 2 例题383 $? l? 习题388 GHMoT 第8章光的吸收、色散和散射391 %C]K`=vI- 8.1光与物质相互作用的经典理论391 0YsC@r47wL 8.1.1经典理论的基本方程392 rmCrP( 8.1.2介质的复折射率393 iB Ld*B|#K 8.2光的吸收396 Sn F3I 8.2.1光吸收定律396 *3hqz<p4: 8.2.2一般吸收与选择吸收397 sLV bFN` 8.2.3吸收光谱399 W*q[f!@ 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400 Wm p,,H 8.3光的色散403 P5+FZzQ 8.3.1正常色散与反常色散404 > Xq:?}-m2 8.3.2光孤子406 ! K~PH 8.4光的散射407 &)Fp 8.4.1线性散射408 $ 1 N_qu 8.4.2非线性散射413 llbj-9OZL 例题417 &~+lXNXF 习题418 { 89F* 第9章现代光学技术简介420 %@Nuzdp
9.1航天光学遥感420 6] dK, 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420 S~+}_$ 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423 %C%~f {4 9.1.3航天光学遥感的发展426 bz[+g,e2oA 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428 Oo<^~d2= 9.2自适应光学430 '&5A*X]d 9.2.1自适应光学的概念430 N(v<*jn 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430 "E;]?s9x 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432 {~a=aOS 9.2.4自适应光学技术应用举例437 O $uXQ.r 9.2.5自适应光学技术的研究进展441 B*A{@)_ 9.3红外与微光成像442 qZlb? b" 9.3.1红外与微光成像的基本概念442 $ u`y 9.3.2红外热成像技术443 = & ~*r 9.3.3微光成像技术448 4,kT4_& , 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456 S, LW/:, 9.4瞬态光学456 [k(oQykq 9.4.1高速摄影456 s5>=! yX 9.4.2超短脉冲激光技术460 O0#wM-M 9.5光学信息处理462 hf
rF7{yj 9.5.1光学信息处理的基本原理462 _"%ef" oPh 9.5.2光学信息处理的应用举例465 WC,&p 9.5.3空间光调制器469 Mt)`h R+2 9.5.4小结472 EUj'%;s z- 9.6微光学472 , KF>PoySA 9.6.1微光学的基本概念472
M@S6V7 9.6.2微光学元件和系统的设计474 q
bb: )> 9.6.3微光学元件加工技术475 ` /JJ\`Pu 9.6.4微光学元件的应用483 E_]L8UC;m
9.6.5我国在微光学方面的研究486 "; tl>Ot 9.7单片光电集成486 g5/%}8[-
2 9.7.1单片光电集成的概念487 ~?8B~l^ 9.7.2Si基单片OEIC489 XX",&cp02V 9.7.3GaAs基单片OEIC490 >I Aw Nr 9.7.4InP基单片OEIC491 ]Qe;+p9vU 9.7.5小结494 EZ*FGt6( 习题答 案495 @ 'rk[S}A 参考文献502
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