工程光学(第二版)

前言

章几何光学的基本定律和物像概念

1.1几何光学的基本定律

1.1.1几何光学的点、线、面

1.1.2几何光学的基本定律

1.1.2费马原理

1.2光学系统的物像概念

习题

第2章共轴球面光学系统

2.1符号规则

2.1.1光路方向

2.1.2线量的正负号

2.1.3角度的正负号

2.1.4符号规则的意义

2.1.5光路图中的符号标注

2.2物体经单个折射球面的成像

2.2.1单球面成像的光路计算

2.2.2近轴区域的物像关系

2.2.3近轴区域的物像放大率

2.3单个反射球面的成像

2.4共轴球面系统的成像

习题

第3章理想光学系统

3.1理想光学系统的基本理论

3.2理想光学系统的基点与基面

3.2.1无限远的轴上物点与像方焦点

3.2.2无限远的轴上像点与物方焦点

3.2.3主平面

3.2.4光学系统的焦距

3.2.5理像光学系统的节点

3.3理想光学系统的物像关系

3.3.1作图法求像

3.3.2解析法求像

3.4理想光学系统的多光组成像

3.4.1多光组成像的一般过程

3.4.2多光组系统的等效系统

3.4.3双光组组合

3.4.4双光组组合的应用实例

3.5实际光学系统的基点和基面

3.5.1实际系统的基点和基面

3.5.2透镜的基点和基面

习题

第4章平面系统

4.1平面镜

4.1.1单平面镜的成像特性

4.1.2双面镜的成像特性

4.2反射棱镜

4.2.1反射棱镜的类型

4.2.2棱镜系统成像的物像坐标变化

4.2.3反射棱镜的等效作用与展开

4.3平行平面板

4.3.1平行平板的成像特性

4.3.2平行平板对光线位移的计算

4.3.3平行平板的等效空气层

4.3.4共轴球面系统和平面棱镜系统的组合

4.4折射棱镜和光楔

4.4.1折射棱镜

4.4.2光楔

习题

第5章光学系统的光束限制

5.1概述

5.2孔径光阑

5.2.1孔径光阑的判断

5.2.2入射光瞳和出射光瞳

5.3视场光阑

5.3.1视场范围的计算

5.3.2渐晕及其相关计算

5.3.3入射窗和出射窗

5.4渐晕光阑与场镜

5.4.1渐晕光阑

5.4.2场镜

5.5景深和焦深

5.5.1景深

5.5.2焦深

5.5.3远心光路

习题

第6章像差概论

6.1轴上点球差

6.1.1球差的概念和形成

6.1.2单个折射球面的齐明点

6.1.3单透镜的球差

6.2彗差

6.2.1彗差的概念和形成

6.2.2孔径光阑对彗差的影响

6.3细光束像散

6.4细光束场曲

6.5畸变

6.6色差

6.6.1位置色差

6.6.2倍率色差

习题

第7章光度学与色度学

7.1视敏函数与颜色视觉

7.1.1视敏函数

7.1.2颜色视觉

7.2光度学中的量及其基本规律

7.2.1光通量

7.2.2发光强度

7.2.3光照度

7.2.4光亮度

7.2.5光度学中的基本规律

7.3色度学基础

7.3.1颜色匹配实验

7.3.2CIE标准色度系统

7.3.3C1E色度计算

7.3.4均匀颜色空间与色差计算

7.3.5光源

习题

第8章实用光学系统

8.1人眼光学系统

8.1.1眼睛的结构

8.1.2眼睛的调节和适应

8.1.3眼睛的视力缺陷与校正

8.1.4人眼的分辨力和对准精度

8.1.5双眼立体视觉

8.2放大镜

8.2.1视觉放大率

8.2.2光束限制和线视场

8.2.3放大镜用做目镜

8.3显微镜系统

8.3.1显微镜工作原理与视觉放大率

8.3.2显微镜的光束限制

8.3.3显微镜的分辨力和有效放大率

8.3.4显微镜的应用举例

8.4望远镜系统

8.4.1望远系统的视觉放大率

8.4.2望远系统的分辨力和有效放大率

8.4.3望远镜的光束限制

8.4.4望远镜的转向系统

8.5摄影系统

8.5.1摄影物镜的光学特性

8.5.2摄影物镜的景深

8.5.3变焦距物镜

8.6投影系统

8.6.1光学性能

8.6.2光度特性

8.6.3投影物镜的结构形式

8.6.4变形物镜

8.7照明系统

习题

第9章现代光学系统

9.1光纤光学系统

9.1.1阶跃型光纤

9.1.2梯度折射率光纤

9.1.3光纤的典型应用

9.2激光光学系统

9.2.1激光束的结构

9.2.2激光束的传播特性

9.2.3激光聚焦系统和激光扩束系统

9.3红外光学系统

9.3.1红外光学系统的功用与特点

9.3.2几种典型的红外光学系统

9.4菲涅耳透镜

习题

0章光的电磁理论基础

10.1光波的特性

10.1.1麦克斯韦方程组

10.1.2物质方程

10.1.3电磁波动方程

10.2几种简单的光波场

10.2.1简谐平面波

10.2.2球面波和柱面波

10.2.3电磁场的能量和能流

10.3光波的叠加

10.3.1波的叠加原理

10.3.2同频率、同振动方向单色光波的叠加

10.3.3频率相同、振动方向相互垂直的光波的叠加

10.3.4不同频率单色光波的叠加

10.4光在两种介质分界面上的反射和折射

10.4.1电磁场的边界条件

10.4.2反射定律和折射定律

10.4.3菲涅耳公式

10.4.4菲涅耳公式的讨论

10.4.5全反射与倏逝波

习题

1章光的干涉

11.1光波干涉条件和杨氏干涉实验

11.1.1光波干涉条件

11.1.2杨氏干涉实验

11.2干涉条纹的可见度

11.2.1双光束干涉时干涉条纹的可见度

11.2.2光源的非单色性对干涉条纹可见度的影响

11.2.3光源大小对干涉条纹可见度的影响

11.3平板的双光束干涉

11.3.1干涉条纹的分类

11.3.2等倾干涉

11.3.3等厚干涉

11.4平板干涉的应用

11.4.l迈克耳孙干涉仪

11.4.2泰曼-格林干涉仪和波面干涉技术

11.4.3马赫-曾德尔干涉仪

11.5平行平板的多光束干涉及其应用

11.5.1平行平板多光束干涉的原理

11.5.2法布里-珀涉仪

11.5.3干涉滤光片

11.6光学薄膜

11.6.l单层膜

11.6.2多层膜

习题

2章光的衍射

12.1光波的标量衍射理论

12.1.1衍射的基本概念

12.1.2惠更斯-菲涅耳原理

12.1.3两种典型的衍射

12.2菲涅耳衍射

12.2.1菲涅耳半波带法

12.2.2菲涅耳波带片

12.3夫琅禾费衍射

12.3.1矩孔衍射

12.3.2单缝衍射

12.3.3单缝衍射因子的特点

12.3.4多缝衍射

12.3.5圆孔衍射

12.4光学成像系统的衍射和分辨本领

12.4.1望远镜的分辨率

12.4.2照相物镜的分辨率

12.4.3显微镜的分辨率

12.5衍射光栅

12.5.1衍射光栅概述

12.5.2几种典型衍射光栅

习题

3章光的偏振

13.1偏振光的描述

13.1.1光波的偏振态

13.1.2偏振度

13.1.3偏振态的表示法

13.2各向异性介质中的光波传播特性

13.2.1晶体的光学各向异性

13.2.2平面波在晶体中的传播

13.2.3平面波在晶体界面上的双反射和双折射

13.3偏振器件

13.3.1偏振器

13.3.2波片

13.3.3偏振器件的数学描述

13.4偏振光的干涉

习题

简明习题答案

参考文献