《 三維光場偏振理論及套用》是2020年科學出版社出版的圖書，作者是劉智穎,賀文俊,付躍剛。本書介紹了偏振光學技術的產生、發展以及偏振光學理論的前沿套用領域和研究動態。
基本介紹
- 中文名： 三維光場偏振理論及套用
- 作者：劉智穎、賀文俊、付躍剛
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030639578
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書首先介紹了偏振光學技術的產生、發展以及目前偏振光學理論的前沿套用領域和研究動態。其次介紹了傳統偏振光追跡的基本方法和偏振像差的基礎理論，詳細論述了三維相干光場的偏振特性計算方法，並深入研究了其在角錐稜鏡偏振特性分析、雷射通信鏈路光學保偏衰減器、深紫外光刻投影物鏡等工程領域的實際套用。再次針對部分相干光場自身的光學特性，研究了部分相干光場的三維偏振理論的數學模型和數值仿真，並探討了其在實際工程中的套用。最後結合科研和工程實際，對三維偏振理論及其套用進行了簡要介紹。
圖書目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 偏振光學的套用領域 2
1.1.1 偏振成像探測 2
1.1.2 矢量光場調控 4
1.1.3 橢偏測量技術 6
1.1.4 仿生偏振光導航 7
1.1.5 生物醫學診斷 8
1.1.6 量子計算和量子通信 8
1.2 研究歷史和發展現狀 9
1.2.1 偏振光計算方法的研究歷史和發展現狀 9
1.2.2 偏振像差理論的研究歷史和發展現狀 11
參考文獻 13
第2章 偏振光學基礎理論 17
2.1 傳統偏振光分析方法 17
2.1.1 光束偏振態的偏振橢圓表示法 17
2.1.2 斯托克斯矢量法及繆勒矩陣法 20
2.1.3 龐加萊球表示法 24
2.1.4 瓊斯矢量法及瓊斯矩陣法 26
2.1.5 相干矩陣法 28
2.1.6 交叉譜密度矩陣法 30
2.2 瓊斯矩陣與繆勒矩陣的內在關係 31
2.2.1 泡利自旋矩陣 31
2.2.2 相干矩陣的展開 32
2.2.3 繆勒矩陣能被瓊斯矩陣推導出來的充要條件 33
2.3 偏振像差函式 35
2.3.1 偏振像差函式的瓊斯表示 35
2.3.2 偏振像差函式的二次擴展式 38
參考文獻 40
第3章 三維相干光場的偏振理論 42
3.1 三維相干光場的偏振光追跡方法 42
3.1.1 三維偏振態的瓊斯表示 42
3.1.2 三維偏振光追跡矩陣 45
3.1.3 三維偏振光追跡矩陣中二向衰減係數的計算方法 51
3.1.4 三維偏振光追跡矩陣中相位延遲量的計算方法 55
3.1.5 二向衰減係數及相位延遲量在光學系統中的傳播規律 62
3.2 相位延遲的分布特性及解包裹算法 65
3.2.1 三維相位延遲空間及分布特性 65
3.2.2 相位延遲的包裹現象 69
3.2.3 相位延遲解包裹算法 73
3.3 三維偏振像差理論 75
3.3.1 三維偏振像差函式 77
3.3.2 傾斜像差及其計算方法 79
3.4 高數值孔徑光學系統的三維偏振像差分析 81
3.4.1 高數值孔徑光學系統的光學參數 81
3.4.2 三維偏振像差函式的光瞳分布 84
3.4.3 二向衰減像差和相位延遲像差 89
3.4.4 出瞳處偏振相關的光強分布 90
3.4.5 傾斜像差及其分布規律 92
3.4.6 偏振效應對波像差及點擴散函式的影響 94
參考文獻 95
第4章 三維相干光場偏振理論的套用舉例 97
4.1 角錐稜鏡的偏振特性分析 97
4.1.1 角錐稜鏡的數學模型 99
4.1.2 全反射角錐稜鏡的偏振特性 102
4.1.3 鍍金屬膜角錐稜鏡的偏振特性 112
4.2 雷射通信鏈路光學保偏衰減器 116
4.2.1 光學保偏衰減器的工作原理 117
4.2.2 衰減能力及保偏能力的計算和仿真 120
4.2.3 關鍵技術指標測試方法及實驗 123
4.3 深紫外光刻投影物鏡的三維偏振像差 125
4.3.1 深紫外光刻投影物鏡的光學參數 125
4.3.2 深紫外光刻薄膜設計及偏振特性 126
4.3.3 光刻投影物鏡的三維偏振像差分布特性分析 128
4.3.4 矢量光場照明對光刻投影物鏡成像質量的影響 133
4.3.5 光刻投影物鏡對矢量光場的偏振調製作用 135
4.4 基於雙延遲器級聯繫統的矢量光場調控方法 140
4.4.1 雙延遲器偏振調控的數學模型 140
4.4.2 偏振調控效果的理論分析與仿真 142
4.4.3 實驗驗證 146
參考文獻 148
第5章 部分相干光場的三維偏振算法 150
5.1 三維部分相干光場的數學表征 150
5.1.1 三維相干矩陣法 150
5.1.2 三維斯托克斯矢量法 151
5.1.3 強度橢球法 152
5.1.4 三維部分相干光場的9×1相干矢量表示方法 153
5.2 基於 9×1 相干矢量的三維偏振算法 159
5.2.1 三維部分相干光場與光學系統的偏振作用 159
5.2.2 局部坐標系下的三維相干轉換矩陣計算方法 161
5.2.3 全局坐標系下的三維相干轉換矩陣計算方法 166
5.3 基於特徵值分解的三維偏振態的幾何表示 168
5.3.1 三維相干轉換矩陣的特徵值分解 168
5.3.2 三維偏振態的投影偏振橢圓表示法 169
5.4 基於零值分解的三維偏振度的幾何表示 170
5.4.1 三維相干轉換矩陣的零值分解 170
5.4.2 三維偏振度的等邊三角形表示法 171
5.4.3 三維偏振度的空心球殼第一卦限表示法 174
參考文獻 177
第6章 部分相干光場三維偏振理論的套用舉例 179
6.1 浸液式高倍顯微物鏡的偏振特性計算與仿真 179
6.1.1 浸液式高倍顯微物鏡的光學參數 179
6.1.2 浸液式高倍顯微物鏡偏振特性的理論計算 181
6.1.3 浸液式高倍顯微物鏡偏振特性的數值仿真與分析 184
6.2 顯微物鏡偏振特性的實驗驗證 186
6.2.1 顯微物鏡偏振特性的理論計算 186
6.2.2 實驗驗證 187
6.3 深紫外光刻投影物鏡的偏振特性計算 193
6.3.1 深紫外光刻投影物鏡的光學系統及技術參數 193
6.3.2 深紫外光刻投影物鏡偏振特性的理論計算 195
6.3.3 深紫外光刻投影物鏡偏振特性的數值仿真與分析 200
參考文獻 202
