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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HTiLA%%6 V0A> + 光学教程 b7^q(}qE fCNQUK{Gs5 作者:叶玉堂
UZFs]z!,k 图书详细信息: h`9 & :zr ISBN:7302114617
e^@ZN9qQ 定价:48元
:D3:`P>,c 印次:1-1
c oZK 装帧:平装
q90RTX'CY 出版日期:2005-8-1
XgVhb<l_ 图书简介: `'iO+/;GY 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。
8dx7@y?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。
M]Vi]s 前言: rd%uc~/ 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。
w2b(,w 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。
Zp[>[1@+ 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!
Pm^FSw" 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。
ua=7YG 编者
))dqC l 2005年2月于电子科技大学
?m5"|f\ 目录: @^ta)Ev 第一篇应 用 光 学
qF(i1# 第1章几何光学基础3
/,~]1&?}1 1.1几何光学的基本定律3
<%wTI<m,- 1.1.1发光点、
光线和光束3
vCt][WX( 1.1.2几何光学的基本定律4
ex~"M&^ 1.1.3全反射5
W!" $g 1.1.4费马原理6
#"r_ 3 1.2物像基本概念7
8VU(+%X 1.2.1光学系统与完善像概念7
qB@N|Bb 1.2.2物和像的概念8
@b 17jmq{ 1.3球面和球面系统9
y[Dgyt 1.3.1符号法则9
F
]D^e{y 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
wpN [0^M-0 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
jT0iJ?d,! 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
\rh+\9( 1.3.5球面反射镜17
}+`,AC`RM 1.3.6共轴球面系统19
;m|N9' 1.3.7透镜21
80%"2kG 1.4平面与平面系统23
7~1Fy{tc 1.4.1平面反射镜23
9-{.W Z 1.4.2平行平板26
4@F8-V3q4 1.4.3反射棱镜28
$Sy}im\H 1.4.4折射棱镜32
N@Ap|`Ei 1.4.5光楔33
$aT '~|? 1.5光学材料34
"UY34a^I 例题37
$!p2Kf>/Q 习题39
PmsZ=FY 第2章理想光学系统42
)xg8#M=K 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
v#g:]T 2.1.1理想光学系统的基本特性42
P^Og(F8; 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
s H'FqV,) 2.2理想光学系统的物像关系45
O['[_1n_u] 2.2.1图解法求像45
VFq\{@-
% 2.2.2解析法求像46
BUi,+NdIk 2.3理想光学系统的放大率48
NODg_J~T 2.3.1放大率48
RJ 4=AA| 2.3.2节点和节平面49
@pJ;L1sn 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
T$FKn 2.4理想光学系统的组合52
<ldArZ4C4 2.4.1双光组组合52
w0=/V[fs 2.4.2多光组组合55
t=:5?}J.Q$ 2.5单透镜57
c?c"|.-<p 2.5.1单个折射球面的主点57
=*-ac 2.5.2单
透镜的基点与基面58
ZV5IZ&V! 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
j)Q}5M 2.6光学系统中的光束限制62
,Bx0 2.6.1光阑及其作用62
XH!n{Of 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
[<^ '}-SJ 2.6.3视场光阑65
tmoclK- 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
.VmRk9Z 2.6.5光学系统的景深67
&jnBDr 2.6.6远心光路70
MdkL_YP}. 2.7像差概述72
y~t
e!C 2.7.1轴上点球差72
)`|`PB 2.7.2单色光轴外像差73
RcR-sbR 2.7.3色差78
]5j>O^c< 2.8波像差80
;u';$0 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
%[L/JJbP&Z 2.9.1近轴光的矩阵表示82
j:48l[;ed 2.9.2物像矩阵83
md9JvbB 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
{~\:4 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
3$_- 0> 例题88
\\oa[nvL~ 习题91
RWDPsZC 第3章光学仪器的基本原理94
(o\D=!a 3.1眼睛94
,&O&h2= 3.1.1眼睛的结构94
-@'RYY= 3.1.2眼睛的调节96
Mg^A,8lrm 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
G%jV}7h 3.1.4眼睛的分辨率98
cI7a TLC"s 3.2放大镜98
9CIQRc 3.2.1放大镜的放大率99
=zp{ ^mC 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
aiw4J 3.3显微镜101
n34d"l3 3.3.1显微镜的成像原理101
`B3YP1 3.3.2显微镜中的光束限制103
0+_;6 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
ay{]Vqi9 3.3.4显微物镜106
.lz=MUR 3.4望远镜107
_$}@hD*R~ 3.4.1望远镜的一般特性107
PUd/|Rc/} 3.4.2望远物镜110
rb>2l3g* 3.4.3望远镜目镜111
b!EqYT 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
3)^2X 3.5摄影系统118
$iH 3.5.1摄影物镜的光学特性118
'Ze&
LQ 3.5.2摄影物镜的景深120
Cq\{\!6[ 3.5.3摄影物镜的类型121
WUx2CK2N 3.6现代光学系统122
fB4zqMSfE 3.6.1激光光学系统122
'
#t1e] 3.6.2傅里叶变换光学系统128
$nf
%<Q 3.6.3线性成像物镜131
8rz,MsFR 习题133
TPZ^hL>ao 第二篇物 理 光 学
gp{Z]{io 第4章光的电磁理论137
yzGBGC 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
J,`I>^G 4.1.1电磁波谱137
=NRiro 4.1.2电磁场基本方程138
uy=<n5`oNG 4.2光波在各向同性介质中的传播141
kRiZ6mn 4.2.1波动方程141
<j_
4.2.2时谐均匀平面波143
> 3l3 4.3光波的偏振特性150
0}Qd 4.3.1光波的偏振态150
Q#4OgNt 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
ef:Zi_o 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
HhTD/ 4.4.1反射定律、折射定律154
sR$/z9w 4.4.2菲涅耳公式156
o-AAx#@ 4.4.3反射率和透射率160
'sjks sy.3 4.4.4全反射与临界角164
D rouEm 4.5光波场的频率谱168
lI[O!VuKc 4.5.1光波场的时间频率谱168
$! UEpQ 4.5.2光波场的空间频率谱173
`~qVo4V6Z 4.6球面光波和柱面光波176
Y;sN UX 4.6.1球面光波176
Hn?v/3 4.6.2柱面光波177
niCq`! 例题178
G^\.xk] 习题181
oJ0
#U 第5章光的干涉184
.YIb ny1 5.1光干涉的条件184
!wjD6NK 5.1.1光的干涉现象184
vqwSOh|P9 5.1.2光干涉的条件185
P76QHBbl 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
%e=UYBj" 5.2双光束干涉189
9q<?xO 5.2.1分波面双光束干涉189
iM{aRFL 5.2.2分振幅双光束干涉193
@IBU{{ 5.3多光束干涉200
$Mqw)X&q 5.3.1平行平板的多光束干涉200
!ma'*X 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
&PEw8: TX 5.4光学薄膜208
onUF@3V 5.4.1单层光学薄膜208
|+Ub3<b[] 5.4.2多层光学薄膜210
8.D9OpU 5.4.3光学薄膜的应用214
n{.SNipU 5.4.4高反射率的测量217
X>rv{@K bL 5.5典型的干涉仪及其应用219
&qeMYYY 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
6\/(TW& 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
VQ`a-DL 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
#mc GT\tQ 5.6光的相干性227
'uF"O"* 5.6.1光的空间相干性227
h@(S];. 5.6.2光的时间相干性232
m[?gN&%nc 例题235
B#x.4~YX 习题238
cpBTi 第6章光的衍射243
9GVv[/NAb 6.1光的衍射现象243
Nc[u?- 6.2衍射的基本原理244
{rZ )! 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
h-RL`X 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
;PX>] r5U0 6.2.3衍射的巴比涅原理250
\@:mq]Y 6.3夫琅禾费衍射250
7-MkfWH2b6 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
g
E;o_~ 6.3.2矩孔衍射251
THDyb9_g 6.3.3单缝衍射255
<bgFc[Z 6.3.4圆孔衍射256
LO
M-i> 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
^
Nm!b 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
G8!* &vR/ 6.4.2成像系统的分辨率261
,hXhcfFl 6.5夫琅禾费多缝衍射264
l)(
3] 6.5.1强度分布公式264
5Qgh\4 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
y j C@ 6.6衍射光栅270
RL3G7 ;X 6.6.1光栅的分光性能270
qEV>$>} 6.6.2闪耀光栅273
5IiZnGu 6.6.3波导光栅275
MFm2p?zPm 6.7菲涅耳衍射278
TbA=bkj[4 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
@t?uhT*Z= 6.7.2菲涅耳波带片282
\L{V|}"X 6.7.3菲涅耳直边衍射285
DS1_hbk 6.8全息术290
/%w3(e 6.8.1全息术的原理291
|jE0H!j 6.8.2全息术的特点293
0P_3% 6.8.3全息术的应用293
*b+~@o 例题296
_mn2bc9M 习题299
j?y_ H[Z 第7章晶体光学302
^26}j uQ 7.1介电张量302
JE.s?k 7.1.1各向异性介质的介电张量302
tEHgQto 7.1.2介电张量的对称性304
r5S5;jL%t 7.2单色平面波在晶体中的传播306
xC+TO 7.2.1相速度和光线速度306
R k@xv;t; 7.2.2菲涅耳公式309
|KLCO'x 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
j$Z:S~* 7.3.1晶体的光学分类311
]:r6 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
]KE"|}B 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
+1=]93gP 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
}MXC0Z~si 7.4晶体光学性质的图形表示318
\RDS~u\d 7.4.1折射率椭球318
FA3YiX(-e 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
E|v9khN(]. 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
8Xjp5 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
"8sB,$ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
c}r"O8M 7.5.3斯涅耳作图法329
#cy;((z uB 7.6偏振器和补偿器332
Th>ff)~e 7.6.1偏振器332
tzV^.QWm 7.6.2波片338
\olYv!f 7.6.3补偿器341
S{#L7S 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
;fGh]i 7.7.1偏振光的矩阵表示343
w=feXA3-S 7.7.2正交偏振345
Y~[k_! 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
'| rhm 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
f*46,`x 7.8偏振光的干涉351
N>Q~WXvV# 7.8.1平行偏振光的干涉351
oZwu`~h Y 7.8.2会聚光的偏光干涉354
G24Ov&H 7.9电光效应357
-h8@B+ 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
GW;O35
m 7.9.2电光张量357
zVyMmw\ 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
AMf{E 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
qe<aJn 7.9.5横向泡克尔效应363
tqXr6+!Q 7.9.6电光效应的应用364
hxe X6 7.10声光效应369
yHYK,3/C, 7.10.1声光衍射369
Vc*"Q8aZ~ 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
,zVS}!jRhy 7.10.3布拉格衍射371
OD;F{Hc 7.10.4声光效应的应用373
g`\5!R1 7.11旋光现象375
Bx9v2x. 7.11.1旋光现象的观察和规律375
]wm<$+@ 7.11.2旋光现象的解释377
>7,?X_:A-1 7.12磁致旋光效应 379
^Cy=L] 7.12.1法拉第效应379
B3g#) 7.12.2法拉第效应的应用381
^ZPynduR 例题383
5/YGu=, 习题388
{u)>W@Lr 第8章光的吸收、色散和散射391
yB2}[1 8.1光与物质相互作用的经典理论391
kr>4%Ndm7 8.1.1经典理论的基本方程392
#G!\MYfQt 8.1.2介质的复折射率393
mr2fNA>kR 8.2光的吸收396
i#bcjH 8.2.1光吸收定律396
b>]k=zd 8.2.2一般吸收与选择吸收397
\zLKSJ] 8.2.3吸收光谱399
"el}9OitC 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
~`X$bF 8.3光的色散403
)0?u_Z]w9 8.3.1正常色散与反常色散404
_?v&\j 8.3.2光孤子406
W:8pmI 8.4光的散射407
<N{Y*,^z 8.4.1线性散射408
,s`4k?y 8.4.2非线性散射413
8h,=yAn5 例题417
Dgc}T8R 习题418
!U=o<)I 第9章现代光学技术简介420
\=uD)9V 9.1航天光学遥感420
pS+hE4D 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
+$$5Cv5#<& 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
+vt?3i\^. 9.1.3航天光学遥感的发展426
D6,Ol4d 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
^C'{# p" 9.2自适应光学430
i5cK5MaD 9.2.1自适应光学的概念430
suHisc* 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
%>-?oor 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
T~8kKw 9.2.4自适应光学技术应用举例437
Y_nl9}&+C0 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
BU.O[?@64 9.3红外与微光成像442
z1nKj\AM2 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
uj:1_&g 9.3.2红外热成像技术443
{Y|?~ha# 9.3.3微光成像技术448
%>!W+rO, 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
0+T:};] 9.4瞬态光学456
089v;
d 6 9.4.1高速摄影456
UM2yv6:/ 9.4.2超短脉冲激光技术460
~9Qd83`UH 9.5光学信息处理462
.z[#j]k 9.5.1光学信息处理的基本原理462
[ji')PCAi; 9.5.2光学信息处理的应用举例465
08+\fT [ 9.5.3空间光调制器469
wOg#J 9.5.4小结472
L)c]i'WZ 9.6微光学472
*Hz]<b? 9.6.1微光学的基本概念472
EY^?@D_< 9.6.2微光学元件和系统的设计474
XtqhK"f% 9.6.3微光学元件加工技术475
+GncQs
y 9.6.4微光学元件的应用483
=q}Z2 OoYh 9.6.5我国在微光学方面的研究486
^hcK& 9.7单片光电集成486
<%.lPO]&E 9.7.1单片光电集成的概念487
?x/Lb*a^ 9.7.2Si基单片OEIC489
qOv`&%txW 9.7.3GaAs基单片OEIC490
Y`."=8R~ 9.7.4InP基单片OEIC491
yz"hU 9.7.5小结494
k}C4:?AT 习题答 案495
3_8W5J3I 参考文献502