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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mR~&)QBP. CAe!7HiR 光学教程 z{6Z
11| 9ati`-y2 作者:叶玉堂
?5p>BER? 图书详细信息: >usL*b0% ISBN:7302114617
@L`jk+Y0vF 定价:48元
lMt=|66 印次:1-1
BWNi [^] 装帧:平装
83m3OD_y 出版日期:2005-8-1
.VqhV 图书简介: \^LFkp 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。
KXrjqqXs 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。
"|NI]Kv 前言: >ef6{URy< 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。
~rm_vo 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。
[K Qi.u 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!
jo7\`#(Q 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。
o4;(Zi#Z 编者
~~.}ah/_d 2005年2月于电子科技大学
b$7 +;I; 目录: ~,Qp^"rlW 第一篇应 用 光 学
*i,%,O96Nz 第1章几何光学基础3
NHt\
U9l' 1.1几何光学的基本定律3
[;N'=]` 1.1.1发光点、
光线和光束3
h;Qk@F 1.1.2几何光学的基本定律4
7=uj2.J6 1.1.3全反射5
DDZ@$L! 1.1.4费马原理6
cl1T8vFM 1.2物像基本概念7
J4'eI[73 1.2.1光学系统与完善像概念7
h(4v8ae 1.2.2物和像的概念8
:m;p:l|W 1.3球面和球面系统9
_aphkeqd 1.3.1符号法则9
\wZe] G%S 1.3.2实际单个折射球面的光路计算10
+ 3gp%`c4 1.3.3单个折射球面近轴光线的光路计算12
("@!>|H 1.3.4物平面以细光束经折射球面的成像15
*a)n62 1.3.5球面反射镜17
!Cs_F&l"j 1.3.6共轴球面系统19
X2_=agEP 1.3.7透镜21
y5r4&~04 1.4平面与平面系统23
km(Po} 1.4.1平面反射镜23
s~>}a 1.4.2平行平板26
B~mj 8l4 1.4.3反射棱镜28
wzA$'+Mb 1.4.4折射棱镜32
+|v90ed 1.4.5光楔33
(:_$5&i7 1.5光学材料34
do_[& 例题37
m 5.Zu. 习题39
?< />Z) 第2章理想光学系统42
9?$i? 2.1理想
光学系统的基本特性、基点和基面42
.`lCWeHN 2.1.1理想光学系统的基本特性42
%>yL1BeA4 2.1.2理想光学系统的基点和基面43
Gt1U!dP 2.2理想光学系统的物像关系45
R-:2HRaA 2.2.1图解法求像45
s7<AfaJPF 2.2.2解析法求像46
/z!%d%" 2.3理想光学系统的放大率48
Dv"9qk 2.3.1放大率48
qM`}{
/i 2.3.2节点和节平面49
[
3Gf2_ 2.3.3用平行光管测定
焦距的原理51
7v kL1IA 2.4理想光学系统的组合52
0[`^\Mv4y 2.4.1双光组组合52
_#niyW+?~ 2.4.2多光组组合55
Ba,`TJ%y 2.5单透镜57
|>Vb9:q9Po 2.5.1单个折射球面的主点57
Wzh`or 2.5.2单
透镜的基点与基面58
uZ5p#M_ 2.5.3薄透镜和薄透镜组61
hM{bavd 2.6光学系统中的光束限制62
PsYpxNr 2.6.1光阑及其作用62
eavV?\uV% 2.6.2孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳63
zda 3
,U2o 2.6.3视场光阑65
\G[$:nS 2.6.4渐晕光阑、入射窗和出射窗65
=&]L00u. 2.6.5光学系统的景深67
@- xjfC\d 2.6.6远心光路70
Ey2^? 2.7像差概述72
8Wx=p#_ 2.7.1轴上点球差72
DrR@n~ 2.7.2单色光轴外像差73
pb}*\/s 2.7.3色差78
DF= *_,2/ 2.8波像差80
%A`+WYeuX 2.9矩阵运算在几何光学中的应用81
uYN`:b8 2.9.1近轴光的矩阵表示82
Q?vlfZR`8 2.9.2物像矩阵83
Wc#24:OKe3 2.9.3用高斯常数表示系统的基点位置和焦距85
~ a: 2.9.4薄透镜系统的矩阵运算86
E
fDH6 例题88
Nc`L;CP 习题91
/7kC< 第3章光学仪器的基本原理94
TDh5lI
3.1眼睛94
e=
AKD# 3.1.1眼睛的结构94
XwmL.Gg:]7 3.1.2眼睛的调节96
3n _htgcv 3.1.3眼睛的缺陷和校正97
@5FQX 3.1.4眼睛的分辨率98
Xhm
c6? 3.2放大镜98
*pq\MiD/ 3.2.1放大镜的放大率99
J zl6eo[; 3.2.2放大镜的光束限制和视场100
Sc0w.5m6 3.3显微镜101
^sw?gH* 3.3.1显微镜的成像原理101
$Yq9P0Ya 3.3.2显微镜中的光束限制103
ueudRb 3.3.3显微镜的分辨率和有效放大率104
;TYBx24vD' 3.3.4显微物镜106
b9krOe*j 3.4望远镜107
t_^4`dW` 3.4.1望远镜的一般特性107
~}P,.QQ 3.4.2望远物镜110
5+vaE
2v 3.4.3望远镜目镜111
mt
.sucT 3.4.4望远系统外形尺寸的计算117
w<#!h6Y= 3.5摄影系统118
w:0E(z 3.5.1摄影物镜的光学特性118
iTwm3V
P 3.5.2摄影物镜的景深120
Y4-t7UlS; 3.5.3摄影物镜的类型121
'DR!9De 3.6现代光学系统122
LoV<:|GTI 3.6.1激光光学系统122
x:Y1P: 3.6.2傅里叶变换光学系统128
wMn
i 3.6.3线性成像物镜131
R&&4y 7 习题133
DQ3<$0 第二篇物 理 光 学
TOt dUO 第4章光的电磁理论137
V0@=^Bls 4.1电磁波谱电磁场基本方程137
gdc<ZYcM 4.1.1电磁波谱137
2G7Wi!J 4.1.2电磁场基本方程138
.A|udZ, 4.2光波在各向同性介质中的传播141
/:
"1Z]@ 4.2.1波动方程141
f|5co>Hk 4.2.2时谐均匀平面波143
?9/G[[( 4.3光波的偏振特性150
:;}P*T*PU 4.3.1光波的偏振态150
M%HU4pTW#o 4.3.2椭圆偏振、线偏振和圆偏振152
e
,(mR+a8 4.4光波在介质界面上的反射和折射154
:TbgFQ86~ 4.4.1反射定律、折射定律154
~ljXzD93Z 4.4.2菲涅耳公式156
fhiM U8(& 4.4.3反射率和透射率160
vXs"Dst 4.4.4全反射与临界角164
1}x%%RD_ 4.5光波场的频率谱168
N8jIMb'< 4.5.1光波场的时间频率谱168
#mdc [. 4.5.2光波场的空间频率谱173
+7Gwg 4.6球面光波和柱面光波176
Ud?Q%)X 4.6.1球面光波176
u`W2+S 4.6.2柱面光波177
K-v#.e4 例题178
^8WRqQdx 习题181
oJ^P(] dw 第5章光的干涉184
q9"96({\@ 5.1光干涉的条件184
Wr
4,YQM 5.1.1光的干涉现象184
l?e.9o2- 5.1.2光干涉的条件185
7!1S)dup 5.1.3从普通
光源获得相干光的方法188
{: /}NpA$ 5.2双光束干涉189
4hB]vY\T 5.2.1分波面双光束干涉189
2/?|&[ 5.2.2分振幅双光束干涉193
Nn6%9PX_) 5.3多光束干涉200
-?\D\\+t 5.3.1平行平板的多光束干涉200
J.a]K[ci 5.3.2多光束干涉条纹的特性202
*dQSw)R 5.4光学薄膜208
F9PxSk_\9 5.4.1单层光学薄膜208
_BufO7`. 5.4.2多层光学薄膜210
t@(HF-4~= 5.4.3光学薄膜的应用214
=_CzH(=f# 5.4.4高反射率的测量217
Mx}gN:Wt 5.5典型的干涉仪及其应用219
VY-EmbkG-t 5.5.1迈克耳孙干涉仪219
81F9uM0 5.5.2马赫?曾德尔干涉仪221
\fOEqe*5SM 5.5.3法布里?珀罗干涉仪222
[^iN}Lz 5.6光的相干性227
-"x$ZnHU 5.6.1光的空间相干性227
ZJoM?g~WFI 5.6.2光的时间相干性232
:gv"M8AP 例题235
).O)p9 习题238
~N4m1s" 第6章光的衍射243
w0.
u\ 6.1光的衍射现象243
tQVVhXQ7 6.2衍射的基本原理244
P55fL-vo|} 6.2.1惠更斯?菲涅耳原理244
PCA4k.,T 6.2.2基尔霍夫衍射公式246
mpyt5#f 6.2.3衍射的巴比涅原理250
h[ ZN+M 6.3夫琅禾费衍射250
4euO1= 6.3.1夫琅禾费衍射装置250
gGYKEq{j( 6.3.2矩孔衍射251
JF]JOI6.e 6.3.3单缝衍射255
bA 2pbjg= 6.3.4圆孔衍射256
?dTD\)%A 6.4光学成像系统的衍射和分辨本领259
(7Qo 6.4.1在像面观察的夫琅禾费衍射259
:RYTL'hes 6.4.2成像系统的分辨率261
ZSw.U:ep$s 6.5夫琅禾费多缝衍射264
g(g& TO 6.5.1强度分布公式264
crCJrN= 6.5.2多缝衍射的特点与图样266
vO=fP_ 6.6衍射光栅270
+ZYn? #IQ 6.6.1光栅的分光性能270
)oZ dj` 6.6.2闪耀光栅273
=4!mAo} 6.6.3波导光栅275
KvSG; 6.7菲涅耳衍射278
HW|IILFB 6.7.1菲涅耳波带法及圆孔、圆屏菲涅耳衍射278
jPeYmv] 6.7.2菲涅耳波带片282
Cx"sw
} 6.7.3菲涅耳直边衍射285
!>tL6+yj 6.8全息术290
ICCc./l| 6.8.1全息术的原理291
}Jw,>} 6.8.2全息术的特点293
=N@t'fOr 6.8.3全息术的应用293
G$PE}%X 例题296
s2?&! 习题299
;S{(]K7i 第7章晶体光学302
=a!=2VN9y 7.1介电张量302
E`q_bn 7.1.1各向异性介质的介电张量302
2c}E(8e] 7.1.2介电张量的对称性304
^Cmyx3O^ 7.2单色平面波在晶体中的传播306
E7hhew 7.2.1相速度和光线速度306
k9R9Nz|J 7.2.2菲涅耳公式309
J,G
lIv.A 7.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质311
|qLh5Ty 7.3.1晶体的光学分类311
z#N@ 0R 7.3.2光在各向同性介质中的传播312
9L9sqZUB 7.3.3光在单轴晶体中的传播313
V]&\fk-{ 7.3.4光在双轴晶体中的传播317
q4q6c")zp 7.4晶体光学性质的图形表示318
SuznN
L=/$ 7.4.1折射率椭球318
NI5``BwpO 7.4.2折射率曲面和波矢曲面322
$(
)>g>% 7.5平面波在晶体表面的反射和折射326
g0
[w-?f 7.5.1光在晶体界面上的双反射和双折射326
l%ZhA=TKQ 7.5.2光在晶体界面上的全反射328
l,
wp4Ll 7.5.3斯涅耳作图法329
Bq>m{ 7.6偏振器和补偿器332
67TwPvh 7.6.1偏振器332
Ymgw-NJ;( 7.6.2波片338
DlT{` 7.6.3补偿器341
*"kM{*3:v 7.7偏振光和偏振器件的琼斯矩阵342
H]!"Zq k 7.7.1偏振光的矩阵表示343
h![#;>( 7.7.2正交偏振345
GfG|&VNlz 7.7.3偏振器件的矩阵表示346
!BI;C(,RL 7.7.4琼斯矩阵的本征矢量350
O f#: 7.8偏振光的干涉351
l~.-e^p? 7.8.1平行偏振光的干涉351
*VeRVaBl 7.8.2会聚光的偏光干涉354
`6YN3XS 7.9电光效应357
z2c6T.1M 7.9.1克尔效应和泡克尔效应357
H"KCK6 7.9.2电光张量357
tDo"K3 7.9.3KDP晶体的线性电光效应359
ddo#P%sH' 7.9.4KDP晶体的纵向泡克尔效应360
DMS!a$4
7.9.5横向泡克尔效应363
eQ"E 7.9.6电光效应的应用364
+RXoi2"-q@ 7.10声光效应369
IB<d 7.10.1声光衍射369
M;NX:mX9 7.10.2拉曼?奈斯声光衍射370
k8Xm n6X 7.10.3布拉格衍射371
HThcn1u~^b 7.10.4声光效应的应用373
7KPwQ?SjT 7.11旋光现象375
YP9^Bp{0 7.11.1旋光现象的观察和规律375
.2pK.$. 7.11.2旋光现象的解释377
7|D +Ihy; 7.12磁致旋光效应 379
-+5>|N# 7.12.1法拉第效应379
s(^mZ
-i 7.12.2法拉第效应的应用381
{T8Kk)L 例题383
Y~Ifj,\ 习题388
':}\4j&{E 第8章光的吸收、色散和散射391
jtc~DL 8.1光与物质相互作用的经典理论391
b2]Kx&! 8.1.1经典理论的基本方程392
Mlq.?-QgIL 8.1.2介质的复折射率393
|' . 8.2光的吸收396
*J{+1Ev~$p 8.2.1光吸收定律396
P_dJZ((X 8.2.2一般吸收与选择吸收397
L(o15 8.2.3吸收光谱399
~4"dweu? 8.2.4双/多光子吸收与场致吸收400
x :7IIvP 8.3光的色散403
4sM.C9W 8.3.1正常色散与反常色散404
RL<c>PY 8.3.2光孤子406
fQ98(+6 8.4光的散射407
-F92 -jBM4 8.4.1线性散射408
>{Tm##@,k 8.4.2非线性散射413
Nluoqoac 例题417
? q&T$8zc4 习题418
V$~9]*Wn 第9章现代光学技术简介420
p8Q1-T3v 9.1航天光学遥感420
%UM
*79 9.1.1航天光学遥感技术的基本概念420
%bfZn9_m 9.1.2航天光学遥感设备的光学系统423
"mNq&$ 9.1.3航天光学遥感的发展426
c)tfAD(N8x 9.1.4航天光学遥感的发展趋势428
`"~%bS 9.2自适应光学430
ZB&6<uw 9.2.1自适应光学的概念430
e|9A716x 9.2.2畸变波前的泽尼克多项式描述430
p:%loDk 9.2.3自适应光学系统的组成和工作原理432
kW (Bkuc) 9.2.4自适应光学技术应用举例437
EzIGz[ 9.2.5自适应光学技术的研究进展441
VD :/PL 9.3红外与微光成像442
Ru~j,|0r4 9.3.1红外与微光成像的基本概念442
nOz.G" 9.3.2红外热成像技术443
05k0n E 9.3.3微光成像技术448
N&pCx& 9.3.4我国在光电子成像技术方面的研究456
g*"P:n71 9.4瞬态光学456
2m[<]$ 9.4.1高速摄影456
gNhQD*+>{ 9.4.2超短脉冲激光技术460
m6djeOl 9.5光学信息处理462
bTu9;( 9.5.1光学信息处理的基本原理462
:@)>r9N 9.5.2光学信息处理的应用举例465
1QJL . 9.5.3空间光调制器469
r9lR|\Ax2U 9.5.4小结472
N?>vd* 9.6微光学472
/=, nGk> 9.6.1微光学的基本概念472
HKr
Mim- 9.6.2微光学元件和系统的设计474
@R
6@]Dm 9.6.3微光学元件加工技术475
Lxk[;j+ 9.6.4微光学元件的应用483
e$pV%5= 9.6.5我国在微光学方面的研究486
X$pJ
:M{F$ 9.7单片光电集成486
nLiY%x`S 9.7.1单片光电集成的概念487
V_:&S2j 9.7.2Si基单片OEIC489
J")#I91 9.7.3GaAs基单片OEIC490
4H-'Dr=G 9.7.4InP基单片OEIC491
X|8c>_} 9.7.5小结494
<o= 8FO 习题答 案495
H4JTGt1" 参考文献502