光弹性中的矩阵理论和散光法PDF电子书下载

第一章 偏振光及其描述方法 1

1.1 绪言 1

1.2 偏振光的形式 3

1.3 矢量表示法 6

1.3.1 线偏振 7

1.3.2 圆偏振 7

1.3.3 椭圆偏振 8

1.4 普安卡雷球表示法 12

1.5 j圆表示法 14

1.6 斯托克斯矢量表示法 15

1.7 琼斯矢量表示法 18

1.8 表征偏振光诸方法间的关系 22

1.8.1 普安卡雷球和j圆 22

1.8.2 普安卡雷球和斯托克斯矢量 22

1.8.3 斯托克斯矢量和琼斯矢量 23

第二章 光学元件的矩阵表示和对入射偏振光的效应 25

2.1 绪言 25

2.2 光学元件的定义 26

2.3.1 线性偏振器 28

2.3 线偏振光透过一线性偏振器或一线性滞后器的矢量分析 28

2.3.2 线性滞后器 29

2.4 元件的琼斯矩阵和琼斯算法 30

2.5 线性滞后器的四元数表示和四元数法 35

2.5.1 四元数的定义 35

2.5.2 线性滞后器的四元数表示 36

2.5.3 四元数法 37

2.6 元件的穆埃勒矩阵和穆埃勒算法 39

2.6.1 线性偏振器 40

2.6.2 线性滞后器 45

2.7 光学元件对入射偏振光效应的普安卡雷球图解法 51

2.7.1 线性偏振器 52

2.7.2 线性滞后器 55

2.8 光学元件对入射偏振光效应的j圆图解法 60

2.8.1 线性偏振器 60

2.8.2 线性滞后器 63

2.9 两个定理 64

第三章 二维光弹性 67

3.1 绪言 67

3.2.1 双折射和折射率椭球 68

3.2 光弹性现象和定律 68

3.2.2 牛曼-麦克斯韦应力光学定律 71

3.3 平面偏光仪 77

3.3.1 琼斯算法 78

3.3.2 四元数法 80

3.3.3 穆埃勒算法 82

3.3.4 普安卡雷球法 83

3.4 圆偏光仪 84

3.4.1 琼斯算法 85

3.4.2 四元数法 87

3.4.3 穆埃勒算法 88

3.4.4 普安卡雷球法 91

3.4.6 j圆法 92

3.5 塞拿蒙(Senarmont)补偿法 94

3.5.1 琼斯算法 95

3.5.2 穆埃勒算法 96

3.5.3 普安卡雷球法 97

3.5.4 j圆法 97

3.6 塔迪(Tardy)补偿法 98

3.6.1 琼斯算法 99

3.6.2 穆埃勒算法 100

3.6.3 普安卡雷球法 102

3.6.4 j圆法 102

第四章 非破坏三维光弹性 104

4.1 绪言 104

4.2 三维光弹性的基本方程 108

4.2.1 斯托克斯矢量 108

4.2.2 琼斯矢量 111

4.2.3 德鲁克-明德林(Drucke-Mindlin)问题 113

4.3 牛曼方程 114

4.4 应用等效定理对问题求解 118

4.4.1 问题的公式化 118

4.4.2 问题的求解 120

4.5 求解问题的三维光弹性方程积分法 124

4.6 另一种求解问题的特征矩阵法 131

4.7 三维先弹性中的普安卡雷球 139

附录Ⅰ：琼斯矢量和斯托克斯矢量诸元素的确定 141

Ⅰ.1 琼斯矢量 141

Ⅰ.2 斯托克斯矢量 142

附录Ⅱ：光学元件的琼斯矩阵和穆埃勒矩阵诸元素的确定 143

Ⅱ.1 琼斯矩阵 144

Ⅱ.2 穆埃勒矩阵 145

第五章 全息光弹性 148

5.1 绪言 148

5.2 干涉光弹性 152

5.2.1 应力光学关系 152

5.2.2 马赫-岑德干涉仪 155

5.3 全息照相 158

5.3.1 基本概念 158

5.3.2 基本全息方程 161

5.3.3 物理解释 165

5.4 全息干涉法 169

5.4.1 实时法 169

5.4.2 两次曝光法 172

5.5 全息光弹性 173

5.5.1 组合的等色-等厚线 173

5.5.2 等倾线 179

5.6 等色线和等厚线的分离 182

5.6.2 旋光器法 183

5.6.1 两个模型法 183

5.6.3 单独记录厚度变化的方法 186

5.6.4 消偏振法 187

第六章 散光光弹性(一)——次主应力轴不旋转 192

6.1 绪言 192

6.2 散光光强公式 196

6.2.1 入射光为线偏振光 196

6.2.2 入射光为圆偏振光 199

6.3.1 散射作为分析器 201

6.3 应力光学定律 201

6.3.2 散射作为偏振器 203

6.4 次主应力方向的确定 204

6.5 应力光学滞后的确定 208

6.6 在某些问题中的应用 213

6.6.1 二维或平面应力问题 214

6.6.2 轴对称问题 216

6.6.3 纯扭转问题 219

第七章 散光光弹性(二)——次主应力轴存在旋转 221

7.1 绪言 221

7.2.1 麦克斯韦-牛曼方程 223

7.2 应力光学关系 223

7.2.2 斯托克斯参数表达式 228

7.2.3 椭圆度和方位角表达式 230

7.3 光学等效模型 233

7.3.1 琼斯矩阵 233

7.3.2 椭圆度和方位角矩阵 235

7.4 应力和特征参数变量 241

7.4.1 散射作为分析器 241

(1)等效模型用琼斯矩阵表示 241

(2)等效模型用穆埃勒矩阵表示 247

7.4.2 散射作为偏振器 251

7.5 椭圆度和方位角的确定 253

7.5.1 旋转分析器 254

7.5.2 旋转半波片 255

7.6 特征参数的确定 257

7.6.1 迭代方法 257

(1)特征方向ψ和θ 257

(2)特征滞后δ 261

(3)散光模型中的测定过程 262

7.6.2 旋转偏振器 264

7.6.3 旋转偏振器和双观察法 269

7.6.4 旋转分析器 273

7.7 应力分量的确定 277

7.7.1 散射作为偏振器 279

7.7.2 散射作为分析器 282

第八章 光弹性等达因法 285

8.1 绪言 285

8.2 平面弹性等达因的解析理论 287

8.2.1 基本解析关系式 288

8.2.2 积分函数的确定 边界条件 292

8.2.3 等达因级数的确定 298

8.2.4 小结 299

8.2.5 微分弹性解析等达因的概念 300

8.3 光弹性(光学)等达因理论 301

8.4 有关的实验技术 307

8.4.1 可旋转的缸内实时加载装置 308

8.4.2 等达因收集器 310

8.4.3 扫描装置 316

8.5 几个应用实例 318

主要参考文献 325