物理光學導論（第二版）

《物理光學導論（第二版）》是2018年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：物理光學導論（第二版）
• ISBN：9787030558558
• 出版時間：2018年6月1日

內容簡介

物理光學的內容非常廣泛。本書針對光學工程、光電信息科學與工程、光電子技術等工科類本科專業對光學知識的基本要求，主要介紹經典物理光學和部分現代物理光學。本書以電磁場與光傳輸理論為基礎，簡潔而系統地講述光的電磁波理論、光的偏振性質、光在介質界面的傳輸，光的干涉、光場的空間和時間相干性，光的衍射，傅立葉光學基本概念與光的信息處理、光的全息術，光在晶體中的傳輸，光的吸收、色散和散射，以及現代光學器件、非線性光學等。

目錄

引言

0.1 17世紀前的光學

0.1.1 古希臘人對光的認識

0.1.2 阿拉伯人對光學的貢獻

0.1.3 中世紀的光學

0.1.4 16世紀——文藝復興的光學

0.2 17世紀的光學

0.3 19世紀的光學

0.4 近代光學

0.5 運動物體光學

第1章 光的電磁理論基礎

1.1 麥克斯韋方程與電磁波

1.1.1 波動方程與電磁波

1.1.2 電磁波傳播速度與介質折射率

1.2 簡諧電磁波與輻射強度

1.2.1 簡諧平面波的傳播速度、波長與頻率

1.2.2 電磁波的橫波性

1.2.3 電磁場的能量密度、能流密度與輻射強度

1.3 簡諧光波的偏振性

1.3.1 光的偏振性質

1.3.2 線偏振器與馬呂斯定律

1.4 簡諧光波的標量描述

1.4.1 標量平面波和球面波

1.4.2 波函式的複數衷示與復振幅

1.5 光子與電磁場譜

1.5.1 光子

1.5.2 電磁波譜

1.6 光波在介質界面的傳播

1.6.1 介質界面電磁波反射與折射

1.6.2 菲涅耳公式

1.6.3 光強的反射率和透射率

1.6.4 界面反射光的相位變化

1.7 光學波導的全反射分析方法

1.7.1 波導結構與光束傳輸

1.7.2 光學波導形成機理

1.8 負折射率與超材料

1.8.1 負折射率

1.8.2 光束在負折射率介質界面傳輸特性：無球差透鏡

1.8.3 超材料與負折射率

習題

第2章 光的干涉

2.1 光波干涉的基本概念

2.1.1 波的疊加原理

2.1.2 波疊加實現相干的基本條件與相干光

2.1.3 干涉場的襯比度

2.2 分波前干涉

2.2.1 普通光源實現相干疊加的方法

2.2.2 楊氏雙孔干涉實驗：兩個球面波的干涉

2.2.3 光源寬度對干涉場襯比度的影響

2.2.4 光場的空間相干性

2.2.5 光場的時間相干性

2.2.6 分波前干涉裝置及其套用

2.3 分振幅干涉

2.3.1 平行平板的等傾干涉

2.3.2 楔形板的等厚干涉

2.3.3 幾種分振幅干涉儀及其套用

2.4 多光束干涉

2.4.1 平行平板的反射多光束干涉和透射多光束干涉

2.4.2 法布里珀羅干涉儀及其特點

2.4.3 多光束干涉的套用

2.5 引力波干涉測量

習題

第3章 光的衍射理論基礎

3.1 惠更斯-菲涅耳原理

3.1.1 惠更斯原理

3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理的表述

3.2 基爾霍夫衍射理論簡介

3.2.1 亥姆霍茲基爾霍夫積分定理

3.2.2 平面屏衍射的基爾霍夫公式

3.2.3 巴比涅原理

3.3 近場衍射和遠場衍射

3.3.1 球面波的傍軸近似和遠場近似式

3.3.2 近場衍射——菲涅耳衍射

3.3.3 遠場衍射——夫琅禾費衍射

3.4 單縫和矩孔的夫琅禾費衍射

3.4.1 單縫夫琅禾費衍射

3.4.2 矩孔夫琅禾費衍射

3.5 圓孔夫琅禾費衍射與成像系統的分辨本領

3.5.1 圓孔夫琅禾費衍射

3.5.2 成像儀器的分辨本領

3.6 光柵衍射

3.6.1 位移相移定理

3.6.2 一維光柵

3.6.3 光柵光譜儀

3.6.4 閃耀光柵

3.7 菲涅耳衍射

3.7.1 菲涅耳衍射的波帶方法

3.7.2 菲涅耳波帶片

3.7.3 菲涅耳衍射的數值分析

3.8 衍射極限與超分辨成像

3.8.1 衍射極限

3.8.2 超分辨成像

習題一

第4章 傅立葉光學基礎

4.1 線性系統與波前變換

4.1.1 線性系統與線性變換

4.1.2 衍射系統與波前變換

4.2 薄透鏡相位變換器與傅立葉光學變換

4.2.1 薄透鏡的相位變換函式

4.2.2 透鏡衍射的傅立葉變換性質

4.2.3 餘弦光柵的衍射場

4.3 阿貝成像原理與空間濾波

4.3.1 阿貝成像原理

4.3.2 阿貝波特實驗與空間濾波

4.3.3 策尼克相襯顯微鏡

4.4 相干光信息處理簡例

4.4.1 4F圖像處理系統

4.4.2 圖像的相加和相減處理方法

4.5 透鏡相干成像的衍射分析

4.5.1 正透鏡的點擴展函式

4.5.2 物像關係的衍射理論分析

4.5.3 相干成像系統的光學傳遞函式

4.6 非相干成像系統的頻譜分析

4.6.1 非相干成像系統的強度傳遞函式

4.6.2 無像差系統的傳遞函式

4.6.3 像差對成像系統的影響

4.7 光學全息

4.7.1 全息術的基本原理

4.7.2 典型全息圖

4.7.3 全息圖套用簡介

習題一

第5章 晶體光學

5.1 晶體雙折射

5.1.1 雙折射現象

5.1.2 單軸晶體中的波面

5.1.3 晶體中的惠吏斯作圖法

5.1.4 晶體雙折射的四個重要情形

5.2 晶體光學器件

5.2.1 晶體偏振器

5.2.2 波晶片

5.2.3 晶體補償器

5.3 圓偏振光、橢圓偏振光的產生和檢驗

5.3.1 通過波晶片後的偏振態分析

5.3.2 橢圓偏振光和圓偏振光的產生

5.3.3 偏振光的檢驗方法

5.4 偏振光干涉

5.4.1 單色偏振光干涉

5.4.2 顯色偏振與偏振濾光器

5.4.3 偏振光的套用

5.5 旋光效應

5.5.1 自然旋光效應

5.5.2 法拉第效應——磁致旋光效應

5.5.3 旋光效應的套用

5.6 電光效應

5.6.1 泡克耳斯效應——線性電光效應

5.6.2 克爾效應——平方電光效應

5.7 光電器件

習題

第6章 光的吸收、色散和散射

6.1 介質對光的吸收

6.1.1 朗伯吸收定律

6.1.2 比爾吸收定律

6.1.3 對吸收係數的進一步說明

6.1.4 吸收光譜

6.2 介質對光的色散

6.2.1 正常色散和反常色散

6.2.2 色散和吸收現象的經典理論解釋

6.2.3 波包的相速度和群速度

6.3 介質對光的散射

6.3.1 散射現象

6.3.2 瑞利散射

6.3.3 米氏散射

6.3.4 拉曼散射

6.4 菲線性光學

6.4.1 介質非線性極化

6.4.2 光學二次諧波

6.4.3 三階非線性光學現象

6.4.4 二階非線性極化與三波混頻

6.4.5 三階非線性極化與四波混頻

習題一

參考文獻

附錄A 矢量分析

A.1 散度、旋度和梯度

A.2 Gauss公式和Stokes公式

A.3 有關V運算元的運算公式

附錄B 傅立葉變換

B.1 周期函式的傅立葉級數分解

B.2 傅立葉變換

B.2.1 一維傅立葉變換

B.2.2 二維傅立葉變換

B.2.3 典型函式的傅立葉變換

B.3 傅立葉變換的性質和定理

B.3.1 線性定理

B.3.2 守恆定理

B.3.3 縮放定理

B.3.4 相移定理

B.3.5 共軛定理

B.3.6 積分微分定理

B.3.7 卷積定理

B.3.8 反比性質