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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+3,7 Apj F|%PiC,,qO 光学教程 [* xdILj {O+T`;=)L 作者:叶玉堂
2/SUEnaLy_ 图书详细信息: <IrhR,@M,L ISBN:7302114617
4LSs WO<@ 定价:48元
wgz]R 印次:1-1
W ?x~"-* 装帧:平装
^-%'ItVO 出版日期:2005-8-1
T;u;r@R/ 图书简介: T{prCM 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。
~-"CU:$o 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
C(>!?-. 前言: xM())Z|2 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。
O%t? -h 本书由饶建珍编写第1、2、3、6章,并负责全书各章的内容衔接;肖峻编写第4、5章和第8章的部分内容;杨春平编写第7章和第8章的部分内容;吴云峰编写第9章;王昱琳编写习题和答 案;李春花编制部分图表并校阅部分书稿。叶玉堂统编全稿,并负责全书的内容编排尤其是相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
XX=OyDLqP 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
ch#)XomN 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。
{-)^?Zb
@ 编者
g?
vz\_ 2005年2月于电子科技大学
0>[]Da} 目录: +9/K|SB{$ 第一篇应 用 光 学
r1~W(r.x 第1章几何光学基础3
0hY3vBQ! 1.1几何光学的基本定律3
(N/u@ M 1.1.1发光点、
光线和光束3
4m~y%>
& 1.1.2几何光学的基本定律4
O%%Q./oh 1.1.3全反射5
65Z}Hf 1.1.4费马原理6
+ 149 o2 1.2物像基本概念7
^*jwe^ 1.2.1光学系统与完善像概念7
hy/g*> 1.2.2物和像的概念8
y,?=,x}o# 1.3球面和球面系统9
HOi~eX1d 1.3.1符号法则9
x@X2r 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
5,xPB5pK 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
B9l~Y/3| 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
SY9 5s 1.3.5球面反射镜17
2UQF:R?LQ 1.3.6共轴球面系统19
s<*+=aIfu 1.3.7透镜21
\LUW?@gLa 1.4平面与平面系统23
D)MFii1J~ 1.4.1平面反射镜23
I(UK9H{0$ 1.4.2平行平板26
^aqQw u 1.4.3反射棱镜28
N_G&nw 1.4.4折射棱镜32
kNP-+o 1.4.5光楔33
pZ Uy ( 1.5光学材料34
#ChTel 例题37
IFW(nB( 习题39
Zl[EpXlZ 第2章理想光学系统42
t!4 (a0\$F 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
,b^Y8_ltoT 2.1.1理想光学系统的基本特性42
Ew4D';&; 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
,`U>BBBLv 2.2理想光学系统的物像关系45
B<~AUf*y 2.2.1图解法求像45
!bzWgD7j 2.2.2解析法求像46
|keU+De 2.3理想光学系统的放大率48
&$ }6: 2.3.1放大率48
y%|E z 2.3.2节点和节平面49
L@RnLaoQ 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
C;ab-gh 2.4理想光学系统的组合52
O0y0'P-rJq 2.4.1双光组组合52
hxdjmc- 2.4.2多光组组合55
Ju5Dd\ 2.5单透镜57
ZKW1HL ]m 2.5.1单个折射球面的主点57
5X8 i=M; 2.5.2单
透镜的基点与基面58
5%wA"_ 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
8-gl$h 2.6光学系统中的光束限制62
ql%K+4@ 2.6.1光阑及其作用62
zvN7aG 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
,or;8aYc# 2.6.3视场光阑65
S#CaJ}M 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
Q?hf2iw 2.6.5光学系统的景深67
bv41et+Kb 2.6.6远心光路70
=H: N!!: 2.7像差概述72
k
%{q
q v 2.7.1轴上点球差72
nVlZ_72d 2.7.2单色光轴外像差73
l`75BR 2.7.3色差78
6x5Q*^w 2.8波像差80
:bo2H[U+ 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
4iSN.nxIZ 2.9.1近轴光的矩阵表示82
V(XU^}b# 2.9.2物像矩阵83
nYC.zc*o x 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
uD{^1c3x 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
[6\O
<-? 例题88
~Y0K Wx4 习题91
EId>%0s5 第3章光学仪器的基本原理94
1A93ol=
3.1眼睛94
p Dg!Cs 3.1.1眼睛的结构94
X'.lh#& 3.1.2眼睛的调节96
EAh|$~X 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
)%9:k9 3.1.4眼睛的分辨率98
Tq^B>{S" 3.2放大镜98
'?90e4x3/ 3.2.1放大镜的放大率99
w@mCQ$ 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
s!W{ru 3.3显微镜101
@Nm{H 3.3.1显微镜的成像原理101
j0F&
W Kk 3.3.2显微镜中的光束限制103
J;V#a=I 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
K7$Q. 3.3.4显微物镜106
l d%#.~Q 3.4望远镜107
7u1o>a%9 3.4.1望远镜的一般特性107
'e>'JZR 3.4.2望远物镜110
8u*Q^-fpo0 3.4.3望远镜目镜111
sj+ ) 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
3]NKAPY 3.5摄影系统118
:3se/4y} 3.5.1摄影物镜的光学特性118
<,*w$ 3.5.2摄影物镜的景深120
~urk
Uz 3.5.3摄影物镜的类型121
"<L9-vb 3.6现代光学系统122
uI)z4Z 3.6.1激光光学系统122
!!6@r|. 3.6.2傅里叶变换光学系统128
?r$&O*; 3.6.3线性成像物镜131
?<OE|nb& 习题133
Nog{w 第二篇物 理 光 学
AHa]=ka> 第4章光的电磁理论137
AgDXpaq 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
C:!&g~{cKi 4.1.1电磁波谱137
{6}$XLV3l 4.1.2电磁场基本方程138
.<K9Zyi 4.2光波在各向同性介质中的传播141
hZ>1n&[@ 4.2.1波动方程141
R{B5{~m>W@ 4.2.2时谐均匀平面波143
1[Q~&QC 4.3光波的偏振特性150
bHDZ=Ik 4.3.1光波的偏振态150
Kk \,q? 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
%@I= $8j 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
Pr/q?qZY 4.4.1反射定律、折射定律154
vN6)Szim 4.4.2菲涅耳公式156
wLq#,X>%B 4.4.3反射率和透射率160
mt *Dx 4.4.4全反射与临界角164
>)`*:_{ 4.5光波场的频率谱168
U,<?]h 4.5.1光波场的时间频率谱168
kCZ'p 4.5.2光波场的空间频率谱173
gE23C*!'&: 4.6球面光波和柱面光波176
<P5 7s+JK 4.6.1球面光波176
k
c L
+ 4.6.2柱面光波177
(>\4%(pnD 例题178
'Urx83 习题181
*Xu?(Jd 第5章光的干涉184
}.A
\;FDyj 5.1光干涉的条件184
|i(@1 l 5.1.1光的干涉现象184
L>`inrpz=w 5.1.2光干涉的条件185
^Y"|2 : 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
3|Y.+W 5.2双光束干涉189
H9=8nLb. 5.2.1分波面双光束干涉189
X-yS9E 5.2.2分振幅双光束干涉193
@Bsvk9} 5.3多光束干涉200
GSGaYq 5.3.1平行平板的多光束干涉200
5N#Sic M 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
gue~aqtJ 5.4光学薄膜208
ad<ZdO*h 5.4.1单层光学薄膜208
+W|VCz 5.4.2多层光学薄膜210
"6WE6zq 5.4.3光学薄膜的应用214
F@xKL;'N74 5.4.4高反射率的测量217
1?y
QjW, 5.5典型的干涉仪及其应用219
q$B|a5a? 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
.A7ON1lc^C 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
g|{Ru 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
W>$mU&ew[ 5.6光的相干性227
K!tM "`a 5.6.1光的空间相干性227
,/-DAo~O 5.6.2光的时间相干性232
DPWnvd 例题235
Q/l388' 习题238
kznm$2 b 第6章光的衍射243
kI^Pu 6.1光的衍射现象243
1[(/{CClB 6.2衍射的基本原理244
:W[d&e 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
XTq+ 9 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
fp$U%uj 6.2.3衍射的巴比涅原理250
tIW~Ng 6.3夫琅禾费衍射250
ov Wm}!r 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
hhJ>>G4R2 6.3.2矩孔衍射251
P\2x9T 6.3.3单缝衍射255
}ho6 6.3.4圆孔衍射256
AYoLpes 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
sWMY
Lo 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
Nf9$q| %! 6.4.2成像系统的分辨率261
9t{Iv({6p 6.5夫琅禾费多缝衍射264
_^NL{R/ 6.5.1强度分布公式264
u:}yE^8 @ 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
q}p
(p( N 6.6衍射光栅270
hx!hI1
6.6.1光栅的分光性能270
9{R88f?; 6.6.2闪耀光栅273
7eyx cr;z 6.6.3波导光栅275
ga|-~~ 6.7菲涅耳衍射278
gYa
(-o 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
~J1UzUxX2 6.7.2菲涅耳波带片282
4u]>$?X1_ 6.7.3菲涅耳直边衍射285
I*=
=I4qx 6.8全息术290
6hf6Z3 6.8.1全息术的原理291
Ft 2u&Rtx 6.8.2全息术的特点293
}N#hg>;
B 6.8.3全息术的应用293
Z:<6Ck 例题296
'8"$:y 习题299
l\t<_p/I)^ 第7章晶体光学302
iR{*XE
7.1介电张量302
dJ=z'?|%g 7.1.1各向异性介质的介电张量302
`>\>'V<& 7.1.2介电张量的对称性304
-Z&9pI(3R~ 7.2单色平面波在晶体中的传播306
QR[i9'`< 7.2.1相速度和光线速度306
0`kaT
?> 7.2.2菲涅耳公式309
Q|nGY:98 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
]|K@0, 7.3.1晶体的光学分类311
JrwR:_+| 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
=o,6iJ^?$m 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
9>[*y8[:0 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
Tf.DFfV#y 7.4晶体光学性质的图形表示318
W< :7z 7.4.1折射率椭球318
S0p[Kt 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
njBK { 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
e'5sT#T9 l 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
>WYradLUi 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
kPFqsq 7.5.3斯涅耳作图法329
1zJ)x? 7.6偏振器和补偿器332
F@kd[>/[ 7.6.1偏振器332
S2"H E` 7.6.2波片338
@LR :^>&* 7.6.3补偿器341
$g]'$PB 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
g+/m:(7[s| 7.7.1偏振光的矩阵表示343
6%fF6 7.7.2正交偏振345
FKk.BA957h 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
L
[=JHW 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
SR*KZ1U 7.8偏振光的干涉351
4{Af 3N 7.8.1平行偏振光的干涉351
"'*w_H0 7.8.2会聚光的偏光干涉354
^U]B&+m 7.9电光效应357
NT<vs"<B 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
/nVGr]t_pj 7.9.2电光张量357
NVq3h\[X 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
I?Ct@yxhF' 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
}(Dt,F` 7.9.5横向泡克尔效应363
RP~ hi%A 7.9.6电光效应的应用364
s(shgI 3g 7.10声光效应369
FR? \H"'x 7.10.1声光衍射369
*MZa|Xy 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
gP:H_nVh 7.10.3布拉格衍射371
0XUWK@)P 7.10.4声光效应的应用373
\ 3HB 7.11旋光现象375
O}mz@-Z 7.11.1旋光现象的观察和规律375
[X\~J &kD 7.11.2旋光现象的解释377
!ui:0_ 7.12磁致旋光效应 379
M5T4{^i 7.12.1法拉第效应379
@;ob 4sU 7.12.2法拉第效应的应用381
eeu;A,@U 例题383
9a3mN(< 习题388
rM{V>s:N 第8章光的吸收、色散和散射391
RGV}c# 8.1光与物质相互作用的经典理论391
s>1Wjz2M 8.1.1经典理论的基本方程392
?'+kZ| 8.1.2介质的复折射率393
>Eqr/~Q 8.2光的吸收396
|++\"g 8.2.1光吸收定律396
x{#W84 8.2.2一般吸收与选择吸收397
,7mB`0j> 8.2.3吸收光谱399
7dtkylW 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
s\3OqJo%) 8.3光的色散403
yHjuT+/wM, 8.3.1正常色散与反常色散404
|.Vs(0O 8.3.2光孤子406
uo[W|Q 8.4光的散射407
p^THoF'~T 8.4.1线性散射408
r`5svY 8.4.2非线性散射413
5!*@gn 例题417
:DoE_ 习题418
mo 第9章现代光学技术简介420
d}--}&r 9.1航天光学遥感420
j$Wd[Ja+O 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
m)Sdogt_ 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
y,cz;2 9.1.3航天光学遥感的发展426
_fE$KaP 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
r0(* ]K:. 9.2自适应光学430
W~qVZ(G*U 9.2.1自适应光学的概念430
Ic')L*i7O 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
\_8.\o"@*# 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
QP:|D_k 9.2.4自适应光学技术应用举例437
L wP 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
32x[6"T 9.3红外与微光成像442
=]m,7 v Rq 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
c4Wl^E8 9.3.2红外热成像技术443
$
n"*scyI 9.3.3微光成像技术448
q!4eVg* 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
]mT2a8`c.r 9.4瞬态光学456
.-4]FGg3 9.4.1高速摄影456
L. DD 9.4.2超短脉冲激光技术460
4I!g?Moh 9.5光学信息处理462
j`:D BO&)\ 9.5.1光学信息处理的基本原理462
N977F$Bo 9.5.2光学信息处理的应用举例465
(L'|n*Cr 9.5.3空间光调制器469
_(:<l
YaY 9.5.4小结472
r2G38/K 9.6微光学472
B<\HK:%{ 9.6.1微光学的基本概念472
k<}3_ 9.6.2微光学元件和系统的设计474
!yo@i_1D 9.6.3微光学元件加工技术475
rBUWzpE" 9.6.4微光学元件的应用483
}BI|M_q.1~ 9.6.5我国在微光学方面的研究486
"X,*VQl: 9.7单片光电集成486
B!1Bg9D 9.7.1单片光电集成的概念487
_bn
"c@s 9.7.2Si基单片OEIC489
gAr=fq-| 9.7.3GaAs基单片OEIC490
4~i?xo=;v 9.7.4InP基单片OEIC491
\qz! v 9.7.5小结494
Yaj}_M- 习题答 案495
LDh,!5G-M 参考文献502