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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KCT8Q!\ I;v`o{ 光学教程 V[mQ;:= :A'!u r=\ 作者:叶玉堂
&f yFUg 图书详细信息: )2$_:Ek ISBN:7302114617
o{he)r6)_ 定价:48元
{_~G+rqY 印次:1-1
%:,=J 装帧:平装
8bGq"!w- 出版日期:2005-8-1
_UBI,Dg] 图书简介: +)@>60y 本教程以物理光学和应用光学为主体内容。第1章到第3章为应用光学部分,介绍了几何光学基础知识和光在光学
系统中的传播和成像特性,注意介绍了
激光系统和红外系统;第4~8章为物理光学部分,讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用,并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展;第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。
J:u|8>; 本书可作为光电子技术专业、电子科学与技术专业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。
@ 7?_Yw 前言: RI(uG-Y 本书是为光电子、电子科学与技术、光学工程等专业本科生的专业基础课“物理光学”与“应用光学”编写的教材。该课程可安排90个学时,其中物理光学部分约60个学时,应用光学部分约30个学时。本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学和应用光学为主体内容,着重讲授光在各向异性介质、各向同性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散和散射,在介绍基础理论的同时,注意介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子等相关领域的应用及进展,力图反映最新科技成果。为扩大学生知识领域,书中专辟一章(第9章),着力介绍了航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。为适应学生自学的需要,第1至8章选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答 案。
9C$!tz>>+i 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。
6a?y$+pr 要特别提及的是,母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士为本书提供了光学信息处理、自适应光学、红外热成像、航天光学遥感等方面的文献、
资料。本书第9章就是根据这些文献、资料中的相关内容整理、编写而成。编者谨此向几位院士的帮助和支持表示最真诚的谢意!
"(NHA+s/ 由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免出现缺点、错误或疏漏,恳请广大读者不吝指正。
duS #&w 编者
yd72y'zi 2005年2月于电子科技大学
)ziQ=k6d6 目录: , _$"6 第一篇应 用 光 学
v'!Ntk 第1章几何光学基础3
2mUu3fZ 1.1几何光学的基本定律3
wB)+og-^1f 1.1.1发光点、
光线和光束3
nIjQLx 1.1.2几何光学的基本定律4
9NP l]iA) 1.1.3全反射5
$<cZ<g5) 1.1.4费马原理6
xu=B 1.2物像基本概念7
#:|Y(,c 1.2.1光学系统与完善像概念7
kYB
<FwwB 1.2.2物和像的概念8
/;rN/ot2o 1.3球面和球面系统9
h)rf6*hw 1.3.1符号法则9
r?!xL\C\ 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
L:M9|/ 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
IDh`0/i] 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
mx9/K+: 1.3.5球面反射镜17
DQ\&5ytP 1.3.6共轴球面系统19
D-GU"^-9 1.3.7透镜21
`t1$Ew< 1.4平面与平面系统23
pxxFm~"d 1.4.1平面反射镜23
j7 =3\SO 1.4.2平行平板26
pK9^WT@ 1.4.3反射棱镜28
2&0<$> 1.4.4折射棱镜32
XO#)i6}G 1.4.5光楔33
)$B+3f 1.5光学材料34
#/Fu*0/)` 例题37
38rZ`O*D 习题39
D:E~yh)$- 第2章理想光学系统42
EQ7n'Wqq 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
=&pN8PEn\ 2.1.1理想光学系统的基本特性42
X-1Vp_(,TP 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
Qc;[mxQe 2.2理想光学系统的物像关系45
ig}e@] 2.2.1图解法求像45
1Wk
EPj, 2.2.2解析法求像46
9ET+k(wI@ 2.3理想光学系统的放大率48
{p|%hhTK% 2.3.1放大率48
ms7 7{A3 2.3.2节点和节平面49
NNwd;AC 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
6b70w @P! 2.4理想光学系统的组合52
Ue#yDTjc 2.4.1双光组组合52
q#*6 )B 2.4.2多光组组合55
uq4sbkP 2.5单透镜57
4E-A@FR 2.5.1单个折射球面的主点57
=>0M3 Qh{ 2.5.2单
透镜的基点与基面58
5u_4lNJ& 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
A dEbyL 2.6光学系统中的光束限制62
.'b3iG& 2.6.1光阑及其作用62
L4pjh&+8 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
4spaw?j 2.6.3视场光阑65
n&m?BuG 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
5@D7/$bLp
2.6.5光学系统的景深67
@xm~T|[7 2.6.6远心光路70
Ws*PMK.0 2.7像差概述72
DRW.NL o 2.7.1轴上点球差72
2c~?UK[1 2.7.2单色光轴外像差73
s#4ew} 2.7.3色差78
!mxh]x<e 2.8波像差80
C^" Hj 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
y)/$ge_U 2.9.1近轴光的矩阵表示82
]jVSsSv 2.9.2物像矩阵83
mvA xx`jc 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
bepYeT
2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
QHzX
5$IM 例题88
k,R~oSA'n 习题91
'<D `:srV 第3章光学仪器的基本原理94
nqxq@.L2 3.1眼睛94
<,pLW~2-" 3.1.1眼睛的结构94
FPMSaN P 3.1.2眼睛的调节96
$',GkK{NX 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
\+Rwm:lI 3.1.4眼睛的分辨率98
Kt90mA 3.2放大镜98
R_Gq8t$ 3.2.1放大镜的放大率99
tM$0 >E 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
(L0hS' 3.3显微镜101
JXY!c\, 3.3.1显微镜的成像原理101
a^XTW7]r 3.3.2显微镜中的光束限制103
;WS7. 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
\ ~LU 'j 3.3.4显微物镜106
5'kTe= 3.4望远镜107
@b!R2Yq 3.4.1望远镜的一般特性107
32 1={\X 3.4.2望远物镜110
I4<{R 3.4.3望远镜目镜111
HcBH!0 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
aC,vh1")F 3.5摄影系统118
6PJJ?}P^1 3.5.1摄影物镜的光学特性118
CS;W)F 3.5.2摄影物镜的景深120
QFNz9c 3.5.3摄影物镜的类型121
moVa'1ul 3.6现代光学系统122
}&(E#*>x 3.6.1激光光学系统122
lNaez3 3.6.2傅里叶变换光学系统128
2[LX\ 3.6.3线性成像物镜131
nrS[7~ 习题133
~t${=o430 第二篇物 理 光 学
2-6.r_ 第4章光的电磁理论137
XY!{ g( 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
#U$YZ#B 4.1.1电磁波谱137
Y*kh$E%<# 4.1.2电磁场基本方程138
%%as>}. 4.2光波在各向同性介质中的传播141
2%5^Fi 4.2.1波动方程141
3%[)!zKv 4.2.2时谐均匀平面波143
5xMA~I 0c 4.3光波的偏振特性150
T+K` ^xv_L 4.3.1光波的偏振态150
UU.mdSL 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
*CH!<VB/ 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
4aalhy<j 4.4.1反射定律、折射定律154
vNC$f(cQ 4.4.2菲涅耳公式156
wsf Hd<Z_ 4.4.3反射率和透射率160
r;cI}' 4.4.4全反射与临界角164
rysP)e 4.5光波场的频率谱168
+ 9\:$wMN 4.5.1光波场的时间频率谱168
NoJnchiU 4.5.2光波场的空间频率谱173
.Y u<% 4.6球面光波和柱面光波176
s<Ex"+ 4.6.1球面光波176
&?/N}g@K 4.6.2柱面光波177
]^*_F 例题178
ot@|blVC8 习题181
l$k]O 第5章光的干涉184
;L
G
%s 5.1光干涉的条件184
,30FGz^i 5.1.1光的干涉现象184
79{.O`v 5.1.2光干涉的条件185
o%V
@D'w 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
vs\'1^*D 5.2双光束干涉189
N+\oFbE 5.2.1分波面双光束干涉189
F@=e2e
4 5.2.2分振幅双光束干涉193
aPD?Bh>JU 5.3多光束干涉200
$z2xZqe 5.3.1平行平板的多光束干涉200
.N5hV3 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
n0+g]|a
AF 5.4光学薄膜208
t4f
(Y,v 5.4.1单层光学薄膜208
i7S>RB 5.4.2多层光学薄膜210
ig{A[7qN 5.4.3光学薄膜的应用214
~rgf{oGz 5.4.4高反射率的测量217
hsTFAfa' 5.5典型的干涉仪及其应用219
Iz6ss(UJ 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
C1X}3bB 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
!Qv5"_ 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
mJ0}DJiX$ 5.6光的相干性227
5nM kd/ 5.6.1光的空间相干性227
6WA|'|}= 5.6.2光的时间相干性232
2YL`3cgfb 例题235
DAjG*K{ 习题238
wXr>p)mP 第6章光的衍射243
M|/oFV 6.1光的衍射现象243
.abyYVrN4? 6.2衍射的基本原理244
Y3vX)D} 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
5z1\#" B[ 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
cJxW;WI!, 6.2.3衍射的巴比涅原理250
OD 6.3夫琅禾费衍射250
FjD,8^SQW 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
Q=d.y&4% 6.3.2矩孔衍射251
X}zX`]:I' 6.3.3单缝衍射255
/C*~/} 6.3.4圆孔衍射256
+mJ
:PAy4 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
69t7=r 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
=LlLE<X"%x 6.4.2成像系统的分辨率261
C:]/8 l 6.5夫琅禾费多缝衍射264
W*YxBn4 6.5.1强度分布公式264
Ap11b|v 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
<e;jWK 6.6衍射光栅270
8 ne/=N|, 6.6.1光栅的分光性能270
;$vLq&(} 6.6.2闪耀光栅273
nAIH`L"X 6.6.3波导光栅275
!cRfZ 6.7菲涅耳衍射278
gzVtxDh 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
Z8&4z.6_ 6.7.2菲涅耳波带片282
dX_!0E[c 6.7.3菲涅耳直边衍射285
7sXy`+TZ-> 6.8全息术290
D,c!#(v cK 6.8.1全息术的原理291
9 0X?1 6.8.2全息术的特点293
qOW#Q:T 6.8.3全息术的应用293
5,S,\O9>X 例题296
j3
6,w[Y: 习题299
y&1%1 #8F 第7章晶体光学302
7e1dEgn 7.1介电张量302
lwVk(l
Z 7.1.1各向异性介质的介电张量302
8jRs=I 7.1.2介电张量的对称性304
:%N*{uy 7.2单色平面波在晶体中的传播306
tC^ 1} 7.2.1相速度和光线速度306
Iha[Gu 7.2.2菲涅耳公式309
*~cqr 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
9*4 . 7.3.1晶体的光学分类311
YnSbw3U.I 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
OFL|RLiD 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
>L^xlm%7o 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
gdl| ^*tc 7.4晶体光学性质的图形表示318
4avc=Y5 7.4.1折射率椭球318
a>U6Ag< 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
88
{1mA,v 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
5Q`RTn% 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
ZI,j?i6\ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
tmp6hB 7.5.3斯涅耳作图法329
Z(p*Z,?u 7.6偏振器和补偿器332
b \:~ ; 7.6.1偏振器332
rOW;yJ[ 7.6.2波片338
j?xk& 7.6.3补偿器341
R\*)@[y9l 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
fmFzW*,E 7.7.1偏振光的矩阵表示343
_lXt8}:+ 7.7.2正交偏振345
!x7o|l|cP 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
!n eo\ 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
|=O1Hn 7.8偏振光的干涉351
JT04vm4 7.8.1平行偏振光的干涉351
RwW$O@0 7.8.2会聚光的偏光干涉354
A;,Dg=FL/ 7.9电光效应357
_%{0?|= 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
r?pZ72q 7.9.2电光张量357
}S */b1 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
X]!D;7^ 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
W .U+.hR 7.9.5横向泡克尔效应363
}z
wX 7.9.6电光效应的应用364
ys%zlbj[ 7.10声光效应369
m2(E>raV6 7.10.1声光衍射369
b,Ke>.m 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
xdZ<|
vMR 7.10.3布拉格衍射371
@.gPJMA 7.10.4声光效应的应用373
]boE{R!I 7.11旋光现象375
7(C x!Yb 7.11.1旋光现象的观察和规律375
3C M^j<9 7.11.2旋光现象的解释377
xIL#h@dz 7.12磁致旋光效应 379
Yl~$V( 7.12.1法拉第效应379
Jt]&;0zn2 7.12.2法拉第效应的应用381
-w]/7cH 例题383
@r<b:?u 习题388
Qs l80~n_7 第8章光的吸收、色散和散射391
&RW`W)0; 8.1光与物质相互作用的经典理论391
W pN.]x 8.1.1经典理论的基本方程392
_{$fA6C 8.1.2介质的复折射率393
>F[GVmC 8.2光的吸收396
2JZdw 8.2.1光吸收定律396
qnJ50 VVW 8.2.2一般吸收与选择吸收397
|@RpWp>2 8.2.3吸收光谱399
1`JB)9P 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
^I`a; 8.3光的色散403
1k[GuG%/K 8.3.1正常色散与反常色散404
*~2cG;B"e 8.3.2光孤子406
jXp. qK\" 8.4光的散射407
Nqcp1J" 8.4.1线性散射408
mb1Vu 8.4.2非线性散射413
E(4w5=8TI 例题417
6+3 $:? 习题418
ubbnFE&PD 第9章现代光学技术简介420
:Fe_,[FR 9.1航天光学遥感420
{x{H$ f 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
Vb!O8xV4;+ 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
\u M? S 9.1.3航天光学遥感的发展426
V_"f|[1 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
{DwIjy31T 9.2自适应光学430
TSjIz5 9.2.1自适应光学的概念430
,mKObMu 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
TH4\HY9qa? 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
=6\LIbO 9.2.4自适应光学技术应用举例437
eT[&L @l]b 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
F*` t"7Lm 9.3红外与微光成像442
x[X`a 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
89HsPB1"t 9.3.2红外热成像技术443
,j178EX 9.3.3微光成像技术448
|^( M{ 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
e |V] 9.4瞬态光学456
C6jR=@42Q 9.4.1高速摄影456
7-*=|gl+ 9.4.2超短脉冲激光技术460
?S tsH 9.5光学信息处理462
6B6vP%H# 9.5.1光学信息处理的基本原理462
g"K>5Cb 9.5.2光学信息处理的应用举例465
KX4],B5 + 9.5.3空间光调制器469
ss
iok LE 9.5.4小结472
(D7$$!} 9.6微光学472
S3Y2O
x 9.6.1微光学的基本概念472
!{Z~<Ky 9.6.2微光学元件和系统的设计474
<f>akT,W 9.6.3微光学元件加工技术475
tR)H~l7q 9.6.4微光学元件的应用483
I7(?;MpI 9.6.5我国在微光学方面的研究486
vH[Pb#f- 9.7单片光电集成486
4kl Ao$ 9.7.1单片光电集成的概念487
8P2 J2IU 9.7.2Si基单片OEIC489
[6tSYUZs 9.7.3GaAs基单片OEIC490
$yu?.b
9H# 9.7.4InP基单片OEIC491
L0NA*C
9.7.5小结494
.`p&ATgv 习题答 案495
NM#-Af*pg 参考文献502