工程光学 第2版PDF电子书下载

第1章 几何光学的基本定律和物像概念 1

1.1概述 2

1.2几何光学的基本定律 4

1.2.1基本定律概述 4

1.2.2光路的可逆性 6

1.2.3费马原理 6

1.2.4马吕斯定律 7

1.3成像的基本概念与完善成像条件 8

1.3.1光学系统与物像概念 8

1.3.2完善成像条件 8

1.3.3物像的虚实 9

1.3.4物像的相对性 10

习题 10

第2章 共轴球面光学系统 11

2.1基本概念与符号规则 13

2.2单个折射球面成像 14

2.2.1单折射球面成像的光路计算 14

2.2.2近轴区成像的物像关系 16

2.2.3近轴区成像的放大率和传递不变量 16

2.3单个反射球面成像 20

2.4共轴球面光学系统成像 21

习题 23

第3章 理想光学系统 24

3.1理想光学系统理论 25

3.1.1理想光学系统理论的内容 25

3.1.2共轴理想光学系统理论 26

3.2理想光学系统的基点和基面 27

3.2.1无限远轴上物点和其对应的像点F′ 27

3.2.2无限远轴上像点对应的物点F 28

3.2.3物方主平面与像方主平面 29

3.3理想光学系统的物像关系 29

3.3.1图解法求像 29

3.3.2解析法求像 30

3.3.3理想光学系统两焦距之间的关系 32

3.3.4举例 32

3.4理想光学系统的放大率 33

3.4.1垂轴放大率 33

3.4.2轴向放大率 33

3.4.3角放大率 33

3.4.4光学系统的节点 34

3.4.5用平行光管测定焦距的依据 36

3.4.6举例 36

3.5理想光学系统的组合 37

3.5.1图解法求像 37

3.5.2解析法求像 37

3.5.3理想光学系统的光焦度 41

3.5.4举例 42

3.6透镜 46

3.6.1透镜的分类 46

3.6.2透镜的焦距和基点位置 47

3.6.3举例 48

习题 51

第4章 平面与平面系统 53

4.1平面镜成像 55

4.1.1单平面镜 55

4.1.2双平面镜成像 56

4.2平行平板 57

4.2.1平行平板的成像特性 57

4.2.2近轴区平行平板的成像 58

4.2.3举例 58

4.3反射棱镜 59

4.3.1反射棱镜的概念及分类 59

4.3.2棱镜系统的成像方向判断 62

4.3.3反射棱镜的等效作用与展开 63

4.3.4举例 63

4.4折射棱镜与光楔 64

4.4.1折射棱镜的偏转 64

4.4.2光楔及其应用 64

4.4.3棱镜的色散 65

4.4.4光学材料 65

4.4.5举例 66

习题 66

第5章 光学系统的光束限制 69

5.1孔径光阑、入瞳和出瞳 71

5.1.1孔径光阑 71

5.1.2入瞳和出瞳 72

5.1.3孔径光阑、入瞳和出瞳的判定方法 73

5.2视场光阑、入窗和出窗 74

5.2.1视场光阑 74

5.2.2入窗和出窗 75

5.2.3视场光阑、入窗和出窗的判定方法 75

5.3渐晕光阑及场镜的应用 76

5.3.1渐晕及渐晕光阑 76

5.3.2场镜的应用 79

5.4光学系统的景深和焦深 81

5.4.1光学系统的空间像 81

5.4.2光学系统的景深 82

5.4.3照相机景深举例 83

5.4.4光学系统的焦深 84

5.5远心光路 84

5.5.1物方远心光路 84

5.5.2像方远心光路 86

习题 87

第6章 像差概论 89

6.1球差 91

6.1.1球差的定义及光学现象 91

6.1.2单折射球面的齐明点 91

6.1.3单透镜的球差与校正 92

6.2彗差 93

6.2.1彗差的形成及光学现象 93

6.2.2彗差的量度 95

6.2.3彗差的校正 95

6.3像散和场曲 97

6.3.1细光束像散和场曲的产生及量度 97

6.3.2像散和场曲的校正 100

6.4畸变 102

6.4.1畸变的产生和量度 102

6.4.2畸变的种类 102

6.4.3畸变的校正 102

6.5色差 104

6.5.1位置色差 104

6.5.2倍率色差 105

6.6像差综述 106

习题 108

第7章 眼睛及目视光学系统 109

7.1眼睛及其光学系统 110

7.1.1眼睛的结构 110

7.1.2眼睛的调节 111

7.1.3眼睛的缺陷与校正 112

7.1.4眼睛的视角 114

7.1.5眼睛的分辨率 114

7.1.6眼睛的瞄准精度 115

7.1.7双目立体视觉 116

7.2放大镜 117

7.2.1放大镜的视觉放大率 118

7.2.2放大镜的光束限制和线视场 119

7.3显微镜系统 121

7.3.1显微镜的视觉放大率 121

7.3.2显微镜的光束限制和线视场 122

7.3.3显微镜的分辨率和有效放大率 125

7.3.4显微镜的景深 127

7.3.5显微镜的照明方法 128

7.3.6显微镜的物镜 130

7.4望远镜系统 131

7.4.1望远镜的视觉放大率 131

7.4.2望远镜系统的分辨率和工作放大率 132

7.4.3望远镜的视场 134

7.5目镜 137

7.5.1目镜的主要光学参数 137

7.5.2目镜类型 138

7.5.3光学仪器中目镜的视度调节 140

习题 140

第8章 摄影系统和投影系统 142

8.1摄影系统 143

8.1.1摄影物镜的光学特性 143

8.1.2摄影物镜的光束限制 146

8.1.3摄影物镜的分辨率 146

8.1.4摄影物镜的景深 147

8.1.5摄影物镜的类型 147

8.2投影系统 155

8.2.1投影物镜的光学特性 155

8.2.2投影物镜的结构形式 156

8.2.3投影系统的照明 157

习题 157

第9章 现代光学系统 159

9.1激光光学系统 160

9.1.1高斯光束的特性 161

9.1.2高斯光束的透镜变换 162

9.2光纤光学系统 165

9.2.1阶跃型光纤 165

9.2.2梯度折射率光纤 167

9.3红外光学系统 168

9.3.1红外光学系统的特点 168

9.3.2典型红外光学系统 169

习题 170

第10章 光的干涉 172

10.1光波干涉的条件及杨氏干涉实验 173

10.1.1光波干涉的条件 173

10.1.2杨氏干涉实验 175

10.1.3干涉条纹的可见度 178

10.1.4双缝干涉的应用 183

10.2平板的双光束干涉及典型应用 184

10.2.1平行平板产生的等倾干涉 184

10.2.2楔形平板产生的等厚干涉 186

10.2.3典型分振幅干涉仪及其应用 188

10.2.4干涉技术的其他应用 193

10.3平行平板的多光束干涉及其应用 195

10.3.1平行平板多光束干涉 195

10.3.2法布里-帕罗干涉仪 198

习题 200

第11章 光的衍射 202

11.1光的衍射现象及其标量理论 204

11.1.1光的衍射现象 204

11.1.2光波的标量衍射理论 205

11.2菲涅尔衍射 208

11.2.1菲涅尔波带法 208

11.2.2菲涅尔圆孔和圆屏衍射 210

11.3夫琅和费衍射 212

11.3.1夫琅和费衍射系统和衍射公式的意义 212

11.3.2夫琅和费矩孔衍射 214

11.3.3夫琅和费单缝衍射 216

11.3.4夫琅和费圆孔衍射 218

11.3.5夫琅和费多缝衍射 220

11.4光学成像系统的衍射和分辨率 223

11.4.1光学成像系统的衍射 223

11.4.2光学成像系统的分辨率 224

11.5衍射光栅 226

11.5.1衍射光栅概述 226

11.5.2光栅的分光性能 226

11.5.3闪耀光栅 229

11.5.4阶梯光栅 230

11.5.5计量光栅 232

11.6衍射技术在工程中的应用 233

11.6.1微孔直径测量 233

11.6.2细狭缝宽（细丝直径）测量 234

习题 235

第12章 光的偏振 237

12.1偏振光概述 238

12.1.1光的横波性 238

12.1.2偏振光的产生方法 240

12.1.3马吕斯定律 244

12.2晶体偏振器件 245

12.2.1偏振起偏棱镜 245

12.2.2偏振分束棱镜 247

12.2.3波片 248

12.2.4补偿器 249

12.3圆偏振光和椭圆偏振光 250

12.4偏振光的干涉 253

12.4.1平行偏振光干涉 253

12.4.2会聚偏振光干涉 256

12.4.3偏振光的应用 257

习题 259

参考答案 260

参考文献 264