光学手册 下PDF电子书下载

下卷 1445

第二十一章 纤维光学和变折射率光学 1445

第一节 纤维光学和光学纤维 1445

一、发展历史 1445

二、光学纤维的分类 1446

（一）玻璃光学纤维 1446

（二）聚合物光学纤维 1448

（三）液芯光学纤维 1448

（四）红外光学纤维和紫外光学纤维 1448

（五）激活光学纤维 1448

（六）耐辐照光学纤维 1448

第二节 光学纤维的光线理论 1449

一、光线的种类 1449

二、光学纤维元件传光、传像的基本原理 1449

三、子午光线分析 1449

（一）数值孔径 1449

（二）直圆柱光学纤维 1450

（三）弯曲的光学纤维 1451

（四）锥形光学纤维 1452

四、斜光线 1452

五、光学纤维元件的分辨本领 1452

六、透射性能 1453

第三节 变折射率光纤的光线理论 1454

第四节 普通光纤的波动理论 1455

一、光波在光纤中的解 1455

二、光波场的本征值方程 1456

（一）本征值方程 1456

（二）光纤中光波场的TE模和TH模 1457

（三）光纤中光波场的混合模 1458

三、模的截止特性 1458

（一）接近截止的u值 1458

（二）远离截止近似条件下的本征值方程 1459

（三）横向相位参量与贝塞尔函数的关系 1460

四、弱传导近似与线偏振模 1461

（一）弱传导近似 1461

（二）线偏振模 1461

第五节 变折射率光纤的波动理论 1462

一、变折射率光纤的场解 1462

二、变折射率光纤光波的模场分析 1462

（一）圆柱坐标系下的标量波动方程式 1462

（二）横向场分量表达式 1463

第六节 传输的模总数和光功率分布 1464

一、传输的模总数 1464

二、光功率分布 1466

第七节 光纤的传输特性 1466

一、光纤色散 1466

（一）光纤色散分析 1466

（二）色散光纤 1467

二、光纤损耗 1468

（一）光纤损耗分析 1468

（二）低损耗光纤 1469

三、光纤的非线性光学效应 1470

（一）非线性极化率 1470

（二）二阶非线性光学效应 1471

（三）三阶非线性效应 1472

（四）光致折射率变化 1472

（五）受激拉曼散射 1473

（六）受激布里渊散射 1474

（七）光脉冲在光纤中的传输——光孤子 1474

四、非线性光纤 1475

第八节 红外光纤和聚合物光纤 1476

一、红外光学纤维 1476

（一）对红外材料的要求 1476

（二）红外光学纤维材料 1476

（三）红外光学纤维的制作 1477

二、聚合物光学纤维 1477

（一）聚合物光学纤维的优缺点 1477

（二）对聚合物光学纤维的要求 1477

（三）聚合物的主要品种 1478

（四）聚合物光学纤维 1479

第九节 光纤通信基础 1481

一、光通信分类 1481

（一）大气激光通信 1481

（二）光纤通信 1481

二、光纤通信系统 1483

三、光纤通信的基础器件 1484

四、光纤通信的关键技术 1488

（一）光放大技术 1488

（二）光调制技术 1489

（三）光复用技术 1489

（四）光交换技术 1490

第十节 光子晶体光纤 1491

一、光子晶体发展简介 1491

二、光子晶体理论 1492

三、光子晶体的制备方法 1492

四、光子晶体光纤 1493

（一）光子晶体光纤的分类 1493

（二）光子晶体光纤的制作 1494

（三）光子晶体光纤的特性 1495

（四）光子晶体光纤的理论 1496

五、光子晶体的应用 1497

第十一节 变折射率光学 1499

一、变折射率介质的折射率分布 1499

（一）折射率分布的推导 1499

（二）三种变折射率介质的折射率分布表示 1500

二、径向变折射率透镜的光学特性 1501

（一）光线轨迹的近似解 1501

（二）特殊情况下的光线轨迹 1502

（三）数值孔径 1503

三、径向变折射率透镜的成像特性 1503

（一）近轴光学参量 1503

（二）径向变折射率透镜的成像特性 1504

第十二节 平面微透镜阵列 1506

一、平面微透镜的折射率分布 1507

二、变折射率平面微透镜的光线轨迹 1508

（一）广义鲁尼伯格近似 1508

（二）旋转对称近似 1509

三、平面微透镜的成像特性 1510

（一）近轴成像公式 1510

（二）几种特殊情况 1511

四、平面微透镜阵列的制作 1512

五、异形（正方形和正六角形）径向变折射率透镜阵列 1514

（一）方形径向变折射率透镜的制作及光学性能研究 1514

（二）异形孔径径向变折射率平面微透镜阵列的制作 1516

六、微透镜阵列的基本理论 1518

（一）阵列光学 1518

（二）微透镜阵列的光线理论 1518

（三）微透镜阵列的衍射理论 1519

第十三节 光纤传感技术 1522

一、光纤传感器的分类 1522

二、强度调制型光纤传感器 1523

三、相位调制型光纤传感器 1523

（一）功能型调制 1524

（二）光纤法布里-珀罗传感器 1524

（三）萨格奈克光纤干涉仪 1525

（四）白光干涉型光纤传感器 1525

四、偏振态调制型光纤传感器 1526

五、几种重要的光纤传感器 1526

（一）光子晶体光纤传感技术 1526

（二）聚合物光纤传感器 1527

（三）长周期光纤光栅传感器 1528

（四）光纤传感器网络和多路复用 1528

第十四节 制作工艺 1532

一、棒管组合工艺 1533

二、双坩埚工艺 1533

三、制作传像束的排列工艺 1533

四、酸洗工艺 1534

五、热熔工艺 1534

六、低损耗光学纤维预制棒的制作方法 1534

七、变折射率棒透镜的制作 1535

第十五节 测试技术 1537

一、数值孔径的测量 1537

二、光学纤维束透射率的测量 1538

三、低损耗的测量 1539

四、光纤传像束分辨率的测量 1539

五、调制传递函数的测量 1539

六、矩形波响应的测量 1540

七、折射率分布的测量 1540

（一）散射法 1542

（二）干涉法 1542

（三）端面反射法 1543

（四）X射线显微分析法 1544

（五）扫描电子显微镜方法 1544

八、色散特性的测量 1544

（一）脉冲法 1544

（二）扫描调制法 1546

第二十二章 导波光学和集成光学 1549

第一节 介质平板波导 1549

一、平板光波导的光线光学模型 1549

（一）平板光波导 1549

（二）平板波导的模式 1550

（三）平板波导的导模 1550

（四）平板波导的传播常数 1551

二、平板波导的电磁理论 1552

（一）平板波导的波动方程 1552

（二）TE导模 1553

（三）TM导模 1555

第二节 渐变折射率波导 1555

一、光线近似方法 1555

（一）色散方程 1555

（二）转折点处的相移 1556

二、分析转移矩阵理论 1557

（一）转移矩阵 1557

（二）非对称多层平板波导 1558

（三）渐变折射率波导 1558

（四）积分形式的散射子波的相位贡献 1560

第三节 矩形介质波导 1561

一、马卡提里近似解析法 1562

（一）近似假设 1562

（二）Exmn模式分析 1562

（三）Eymn模式分析 1564

（四）导模的电场分布 1564

（五）平板波导变换 1564

二、有效折射率法 1565

（一）分析基础 1565

（二）模式本征方程 1565

第四节 表面等离子体波和金属包覆波导 1566

一、金属与介质界面上的表面等离子体波 1566

（一）表面等离子体波的存在条件 1566

（二）表面等离子体波的激发 1567

二、金属包覆介质波导 1568

（一）非对称金属包覆介质波导 1568

（二）对称金属包覆介质波导 1569

（三）对称金属包覆介质波导的直接耦合方法 1570

三、超高阶导模的应用 1571

（一）古斯-汉欣位移增强的理论和实验研究 1571

（二）高灵敏度传感器的研究 1572

第五节 光波导特征参数的表征 1574

一、棱镜-波导耦合系统 1574

（一）工作原理和m线光谱学 1574

（二）反射率公式与衰减全反射谱 1575

（三）光波导薄膜厚度和折射率的测量 1578

二、光波导传输损耗的测量 1580

（一）光波导传输损耗的微扰计算 1580

（二）端面耦合法 1581

（三）滑动棱镜法 1582

（四）数字化散射方法 1582

第六节 分立光波导元件 1583

一、光波导无源器件 1584

（一）光路变换波导元件 1584

（二）波导功率分配（分束）器 1584

（三）波导偏振（起偏）器 1586

（四）波导波长变换（波分复用）器 1586

（五）波导透镜（波前变换） 1588

二、光波导有源器件 1588

（一）光导波的控制 1588

（二）电光效应波导器件 1590

（三）声光效应波导器件 1595

（四）热光效应波导器件 1596

（五）非线性光学效应波导器件 1597

（六）光放大波导器件 1598

（七）半导体材料中的波导有源器件 1598

第七节 集成光学 1599

一、集成光学 1599

二、系统集成技术 1600

三、集成光路器件的材料 1600

第八节 导波光学和集成光学的应用 1602

一、光纤通信技术 1603

（一）多波长集成光源 1603

（二）全光波长转换器 1604

（三）矩阵式光开关 1604

（四）AWG的综合应用 1606

二、光传感技术 1609

三、光波导布线技术在计算机技术中的应用 1611

第二十三章 金属表面等离子体光学 1615

第一节 表面等离子体的基本光学特性 1615

一、金属的光学性质 1616

（一）描述金属光学特性的理论基础 1616

（二）金属光学的德拜模型 1616

（三）金属光学的杜鲁德模型 1617

（四）金属光学的洛伦兹模型 1618

（五）金属的介电常数 1619

二、表面等离子体激元与局域表面等离子体激元 1622

三、表面等离子体极化激元 1622

（一）表面等离子体极化激元的产生机理与4个特征长度 1622

（二）表面等离子体激元的特点 1627

（三）表面等离子体激元银膜最佳厚度与退相位效应 1631

（四）表面等离子体激元光环实验 1631

第二节 准表面等离子体的基本理论及其在太赫兹波波段的应用 1632

一、准表面等离子体激元 1632

（一）准表面等离子体激元的提出 1632

（二）一维结构上的准表面等离子体激元 1634

（三）三维结构上的准表面等离子体激元 1635

（四）准表面等离子体激元的实验证明 1636

二、准表面等离子体激元和表面等离子体激元的关系 1637

三、太赫兹波波段准表面等离子体激元 1637

第三节 金属狭缝和周期沟组成结构的电磁辐射特性 1638

一、金属在太赫兹波波段的理想导体近似和模式展开法 1639

二、多方向定向辐射 1640

（一）多方向定向辐射产生的条件 1640

（二）多方向定向辐射的物理原理 1642

三、光束整形和辐射角度可调的定向辐射 1644

（一）光束整形 1646

（二）辐射方向可控的定向辐射 1648

（三）定向辐射与光束整形的关系 1649

第四节 亚波长金属孔阵列和周期沟槽组成结构的电磁辐射特性 1649

一、结构组成 1649

二、孔阵列结合周期沟槽结构的透射率 1650

三、孔阵列结合周期沟槽结构的远场分布 1651

第五节 表面等离子体光学与其他学科的交叉发展 1653

一、表面增强拉曼散射的进展 1654

（一）金属表面增强拉曼散射活性基板研制进展 1654

（二）表面增强拉曼散射谱的数值模拟进展 1657

（三）金属表面增强拉曼散射的几项重要应用的前景 1660

二、化学、生物分子表面等离子体激元传感器和光纤表面等离子体激元共振传感器 1661

（一）原理与应用领域 1661

（二）光纤表面等离子体激元共振传感器 1661

三、表面等离子体激元微纳集成光子学器件 1662

（一）表面等离子体极化激元光子晶体 1663

（二）金属表面等离子体激元微纳集成光子学器件的研究进展 1664

第二十四章 海洋光学 1671

第一节 天然水体的光学性质 1671

一、名词术语 1671

二、水光学使用（常用）的辐射量 1674

三、固有光学性质 1675

四、表观光学性质 1677

五、天然水体的有效光学组分 1678

（一）溶解物质 1678

（二）颗粒物质 1678

六、粒径分布（粒子尺寸分布） 1679

七、水的电磁特性 1680

八、折射率 1681

（一）海水的折射率 1681

（二）颗粒的折射率 1683

第二节 水体的吸收 1683

一、吸收的测量 1683

二、纯海水的吸收 1684

三、溶解有机物的吸收 1684

四、浮游植物的吸收 1685

五、有机碎屑的吸收 1687

六、吸收的生物光学模型 1688

第三节 水体的散射 1690

一、散射的测量 1690

二、纯水及纯海水引起的散射 1690

（一）纯水散射的瑞利理论 1690

（二）液体散射的起伏理论 1691

（三）纯水及纯海水的散射函数 1691

三、颗粒散射 1692

（一）米氏散射理论 1692

（二）体积散射函数β（？） 1693

（三）散射光的偏振 1696

四、波长依赖性：生物一光学模型 1697

第四节 海面与辐射的相互作用 1700

一、海面上的总辐射 1700

二、海面反射 1700

（一）直射辐射的反射 1700

（二）漫（射）辐射的散射 1701

（三）总辐射的反射率 1701

（四）漫反射系数的概念 1701

三、海面折射 1701

四、海面辐亮度与辐照度的变化 1702

五、辐照度反射比和遥感 1702

六、非弹性散射和偏振 1704

第五节 光在海水中的传输 1705

一、光束衰减 1705

二、漫（射）衰减和Jerlov水体类型 1707

三、辐射在海水中的传输 1710

（一）散射光的简单积分 1710

（二）向下辐照度与太阳高度的关系 1711

（三）标量辐照度 1711

（四）辐射传输方程 1711

（五）目标的表观辐亮度 1712

（六）辐亮度分布的实测值 1712

（七）特定方向的辐亮度实测值 1719

（八）单位长度准直光的透射率 1727

（九）水平面辐照度和漫射衰减系数 1729

（十）辐照度反射比（反射比函数） 1730

（十一）分布函数 1731

四、海水中的能见度 1736

（一）衬度 1736

（二）调制传递函数 1737

（三）光束横向相干性 1738

第二十五章 大气光学 1743

第一节 大气光学参数模式 1743

一、大气结构和大气气体成分 1743

（一）大气结构 1743

（二）大气化学成分 1743

（三）大气模式 1744

二、大气气溶胶模式 1752

（一）大气中的粒子 1752

（二）气溶胶粒子浓度分布 1752

（三）典型气溶胶粒子谱分布 1752

（四）气溶胶粒子的折射率 1753

（五）气溶胶模型 1754

（六）气溶胶光学厚度 1754

（七）气溶胶消光 1755

三、大气湍流的光学特性 1755

第二节 光与大气相互作用的基本物理过程 1758

一、大气分子吸收 1758

（一）大气分子吸收的一般特征 1758

（二）高分辨率大气分子吸收 1759

（三）大气分子吸收 1762

（四）斜程大气吸收 1763

（五）低分辨率大气分子吸收 1764

（六）分子吸收谱线数据库：HITRAN 1765

二、大气微粒散射及计算方法 1766

三、单次散射近似、大气透射率与激光雷达比 1768

四、分子发射和热辐射 1769

第三节 辐射大气传输及大气背景辐射特性 1770

一、基本辐射传输方程 1770

二、短波背景辐射 1770

（一）太阳直射和散射辐射 1770

（二）多次散射 1771

（三）地表反射率 1772

三、长波背景辐射 1772

（一）晴天天空背景辐射 1772

（二）有云天气天空背景辐射 1773

四、大气辐射传输的实用算法 1773

第四节 大气中的光传播效应 1774

一、大气折射 1774

二、湍流效应 1775

（一）相干性退化与相位起伏 1775

（二）到达角起伏 1776

（三）光强起伏 1777

（四）光斑漂移与扩展 1778

三、图像效应 1779

四、热晕效应 1779

五、非弹性散射——荧光、受激拉曼散射 1781

第五节 大气光学遥感 1781

一、利用太阳光的大气被动遥感 1781

（一）太阳辐射计测量气溶胶的光学厚度 1781

（二）多布森方法测量臭氧总量 1783

（三）卫星遥感 1783

二、激光雷达的大气主动遥感 1784

（一）探测大气气溶胶的米氏散射激光雷达 1785

（二）测量大气成分的差分吸收激光雷达 1787

（三）拉曼激光雷达 1789

（四）相干和非相干测风激光雷达 1791

附录一 常用的激光波长的大气吸收和散射系数 1792

附录二0.4～25 μm波段中分辨率大气光谱透射率 1835

附录三 单位换算 1847

第二十六章 空间光学 1853

第一节 空间环境和遥感 1853

一、空间特殊环境 1853

（一）轨道高度 1853

（二）真空环境 1854

（三）微重力环境 1854

（四）高低温热环境 1854

（五）粒子辐照 1855

（六）微流星体和空间碎片 1855

二、空间光学遥感 1855

（一）空间光学遥感技术的基本原理 1855

（二）空间光学遥感仪器的主要技术指标要求 1856

第二节 空间光学遥感仪器的分类 1864

一、按光学仪器分类 1864

（一）成像相机 1864

（二）光谱仪 1866

（三）辐射计 1867

（四）成像光谱仪 1868

二、按用途分类 1869

（一）空间侦察相机 1869

（二）空间立体测绘相机 1870

（三）气象、海洋观测光学成像遥感器 1872

（四）陆地观测光学成像遥感器 1874

（五）大气探测光学遥感仪器 1875

（六）空间监测光学遥感器 1877

（七）空间天文望远镜 1877

（八）探月光学遥感仪器 1878

第三节 空间光学遥感仪器中的关键光学技术 1878

一、光学设计 1878

二、光学材料 1879

三、非球面数控光学加工与检测 1881

四、镀膜 1881

五、计算机辅助装调与总检测 1882

（一）计算机辅助装调的必要性 1882

（二）建立计算机辅助装调的数学模型 1882

（三）计算机辅助装调的数学模型中已知量的获取 1883

（四）逆向优化算法 1884

（五）计算机辅助装调工作流程 1886

（六）像质的总检测 1887

六、环境试验（热光学试验） 1887

七、光谱和辐射标定 1888

八、外场试验 1895

九、大口径波前传感技术 1896

（一）干涉测量技术 1896

（二）夏克-哈特曼传感器技术 1896

（三）五棱镜扫描技术 1897

（四）相位恢复技术 1898

第四节 对地观测用空间相机 1901

一、高分辨率可见光（全色和多光谱）相机 1901

二、高分辨率红外相机 1904

三、高分辨率成像光谱仪 1905

四、轻型宽覆盖相机 1908

五、三线阵立体测绘相机 1909

第五节 空间天文望远镜 1911

一、詹姆斯-韦伯空间望远镜 1912

二、单开口远红外空间望远镜 1912

三、超新星加速度探测器空间望远镜 1912

四、欧空局Herschel空间望远镜 1913

五、日本的红外空间望远镜SPICA 1914

第二十七章 自适应光学 1917

第一节 自适应光学的内涵和发展 1917

一、自适应光学的内涵 1917

二、自适应光学的发展 1918

第二节 自适应光学系统的组成 1919

第三节 大气湍流的特性及其对自适应光学校正的要求 1920

一、大气湍流的特性 1920

（一）湍流速度场的结构函数 1920

（二）大气湍流的特征参数 1921

（三）大气湍流模型 1922

（四）大气湍流所引起的波前整体倾斜与校正 1923

二、泽尼克多项式 1924

三、大气湍流对成像光学系统的影响 1927

四、自适应光学系统的特点和难点 1927

第四节 自适应光学系统的硬件和软件实现 1928

一、波前传感器 1928

（一）剪切干涉波前传感器技术 1929

（二）动态哈特曼-夏克波前传感器技术 1931

（三）波前曲率传感技术 1933

（四）像清晰化波前传感技术 1933

（五）波前复原算法 1934

二、波前校正器 1937

（一）变形反射镜 1937

（二）高速倾斜反射镜 1942

三、波前控制器 1943

（一）高速波前处理计算机 1943

（二）控制器及控制算法 1944

四、激光导引星技术 1948

第五节 自适应光学系统的设计 1949

一、变形镜回路波前校正残余误差 1949

（一）有限控制带宽引起的残余误差与控制带宽 1950

（二）探测噪声引入的误差 1950

（三）空间拟合误差与变形镜单元数 1951

（四）非等晕性误差 1951

二、倾斜校正残余误差 1951

三、自适应光学系统补偿效果评价 1952

四、校正能力和探测能力之间的平衡 1953

五、红外自适应光学技术 1954

第二十八章 生物光子学和生物光子检测 1957

第一节 生物光子学概论 1957

一、生物光子学的研究进展 1957

二、生物光子辐射的探测 1959

三、生物光子辐射的基本特征 1959

第二节 生物光子辐射的相干性理论 1961

一、相干性理论的物理基础 1961

二、波普的布居守恒律 1962

三、延迟发光的双曲性弛豫 1964

四、生物光子辐射的合作性 1965

五、生命态的有序性分析 1967

第三节 生物光子辐射的量子理论 1969

一、合作效应与合作辐射 1969

二、三能级系统的Exciplex模型 1970

（一）理论建立的实验基础 1970

（二）系统的哈密顿和主方程 1971

（三）系统的耦合运动方程 1972

三、系统的动力学 1974

（一）激发态动力学方程 1974

（二）合作辐射：超辐射 1975

（三）合作辐射：超荧光 1978

四、理论与实验结果的比较 1981

第四节 生物光子检测技术 1985

一、食品安全及质量检验 1985

（一）食品的安全检验 1986

（二）食品质量的快速灵敏检测 1986

（三）食品新鲜度的测量 1988

（四）食品质量的“预报” 1988

（五）食品生产的质量控制 1989

二、水质量的生物指示剂检测法 1990

（一）原理和操作 1990

（二）应用举例 1991

三、结论 1992

第二十九章 视觉光学 2000

第一节 眼折光系统 2000

一、眼球的组成与光学参数 2000

二、模型眼 2001

三、调节 2003

四、瞳孔的变化 2006

五、成像性能 2006

第二节 光信息的接受与加工 2009

一、网膜的组织结构 2009

二、视力（分辨）与MTF 2009

三、光谱特性 2011

四、适应与感光灵敏度 2011

五、方向灵敏度 2013

六、视觉信息的传递通路 2013

七、感受野与马赫现象 2014

八、鲎眼及侧抑制 2015

九、色颉颃机制 2016

第三节 图像信息与视觉心理 2017

一、物理信息与视觉心理的对应 2017

二、显示条件 2017

（一）视野特性 2017

（二）观察的容许条件 2018

（三）显示面周围的条件 2018

三、空间信息的视觉特性 2018

（一）视力特性 2018

（二）图形的分辨特性 2018

（三）空间频率特性 2019

（四）图像的感觉、知觉与识别 2024

（五）双眼视觉 2026

四、时-空信息的视觉特性 2029

（一）视觉暂留 2029

（二）时间频率特性 2029

五、时-空诱导特性 2031

第四节 视觉光学测试技术 2032

一、眼折光系统光学测试 2032

（一）光焦度的测试 2032

（二）眼光学参数的测试 2034

（三）成像性能的测试 2036

二、视觉心理测试 2038

（一）常数测量 2038

（二）灵敏度测试 2039

（三）视觉系统MTF的测试 2041

第五节 光对眼的损伤 2043

一、光的作用 2043

二、眼组织的光吸收和透射 2043

三、各种光对眼的损伤 2044

四、防护激光损伤的安全量级 2046

第六节 眼镜光学 2047

一、眼的折光状态 2047

二、眼镜透镜的光焦度 2048

三、眼镜的分类 2048

四、散光校正用眼镜 2053

五、眼镜的像差 2054

六、眼镜片的检验 2056

第三十章 显示光学 2059

第一节 显示的内涵和显示器的性能参数 2059

一、显示的内涵 2059

二、显示器的组成和分类 2059

（一）显示器的组成 2059

（二）显示器的分类 2060

三、电视传像原理 2061

（一）关于像素的概念 2061

（二）用光栅扫描将图像分解和组合 2061

（三）用矩阵寻址方式将图像分解和组合 2062

四、表征图像质量的主要指标 2063

（一）分辨率、清晰度、显示容量 2063

（二）亮度和明度 2064

（三）对比度（简称CR或CR） 2065

（四）灰度与灰度等级 2065

（五）可视角 2066

（六）色域和色域覆盖率 2066

（七）流明效力 2066

五、影响观看图像质量的各种因素 2066

（一）显示屏几何参量和观看距离的影响 2066

（二）环境光对观看质量的影响 2067

（三）显示屏色调特性对图像质量的影响 2067

（四）在图像信号量化过程中可能出现影响图像质量的问题 2068

（五）画面明暗和对比度对图像质量的影响 2069

（六）色重现特性对图像质量的影响 2069

（七）各种干扰对图像质量的影响 2069

第二节 液晶显示器 2070

一、液晶材料和主要辅助材料 2070

（一）简介 2070

（二）液晶的化学结构与性质的关系 2071

（三）液晶的物理性质 2071

（四）显示用液晶材料 2073

（五）液晶显示用其他原材料 2074

二、液晶显示的基本原理 2078

（一）扭曲向列液晶显示 2078

（二）超扭曲向列液晶显示 2079

（三）有源矩阵液晶显示 2080

第三节 等离子体显示 2082

一、等离子体显示器 2082

（一）等离子体显示器的定义与分类 2082

（二）交流等离子体显示板的结构 2082

（三）交流等离子体显示板的工作原理 2083

二、放电气体 2083

三、发光机理 2083

（一）气体放电过程 2084

（二）荧光粉发光过程 2084

四、真空紫外荧光粉和它们的特性 2084

五、等离子体电视的优缺点 2086

第四节 有机发光二极管显示 2086

一、有机发光二极管显示概述 2086

二、有机发光二极管器件的结构与显示原理 2088

（一）器件结构 2088

（二）有机发光二极管的发光机理 2088

（三）器件的老化机理 2089

第五节 其他显示器 2090

一、阴极射线管 2090

（一）阴极射线管的结构和原理 2090

（二）彩色阴极射线管 2091

（三）示波用阴极射线管 2092

（四）其他类型的阴极射线管 2092

（五）阴极射线管对荧光粉的一般要求 2093

（六）彩色显像管用荧光粉 2095

二、真空荧光显示 2095

（一）真空荧光显示器件 2095

（二）真空荧光显示器件的结构和工作原理 2096

（三）真空荧光显示对荧光粉的要求 2097

（四）真空荧光显示器件用荧光粉 2097

三、场致发射显示 2099

（一）场致发射显示器的结构与工作原理 2099

（二）场致发射体的制造工艺 2100

（三）场致发射显示用荧光粉 2101

第六节 大屏幕投影显示 2102

一、大屏幕显示的特点和发展历史 2102

二、1940—1992年的早期投影显示系统 2102

（一）阴极射线管投影显示 2102

（二）油膜光阀 2103

（三）光电导式液晶光阀 2104

三、1992—2008年的现代投影显示系统 2104

（一）数字光处理器投影显示 2104

（二）液晶投影仪 2109

四、常见投影显示技术的比较 2110

五、未来的投影显示技术 2111

（一）激光投影显示的分类 2111

（二）激光投影显示的优缺点 2112

六、投影系统的光源和光学系统 2113

（一）光源 2113

（二）光学系统 2115

（三）色分离及色合成光学系统 2116

七、投影显示的发展方向 2118

第七节 显示光学中的视觉特性 2119

一、视觉的亮度感觉和空间特性 2119

（一）亮度的感觉 2119

（二）亮度与明度的关系 2120

（三）视觉的空间分辨能力 2120

（四）人眼的视野 2122

（五）利用视觉特性减少图像信号传输的数码率 2122

二、视觉的时间分辨率 2123

（一）时间的积分或叠加效应 2123

（二）时间频率特性 2123

三、人眼的色觉 2123

（一）三色说 2123

（二）颜色的3个基本特征 2124

（三）人眼对颜色的分辨能力 2124

（四）颜色的混合 2125

四、人眼的立体视觉 2125

（一）立体视觉原理 2125

（二）立体电视 2127

第八节 显示光学的电光参量测量 2128

一、规定标准的测试环境和测量条件 2128

（一）标准的测量环境条件 2128

（二）标准的暗室条件 2128

（三）标准的环境光照明条件 2128

（四）标准的测量设备安置方式 2129

（五）测量前LMD与显示器的预热时间 2129

二、亮度和亮度均匀性 2129

（一）亮度测量 2129

（二）亮度的均匀性 2130

三、对比度 2130

（一）暗室对比度 2130

（二）亮室对比度 2131

四、色度和色度的均匀性 2131

（一）屏中心色坐标、色域和色域面积 2131

（二）色度的不均匀性 2132

五、流明效力 2132

（一）采用积分球测量光通量 2132

（二）用亮度计测量光通量 2133

六、无荧光效应的显示屏的反射率和反射系数 2134

（一）在漫散射光源照明条件下显示屏的漫散射率 2134

（二）在定向光源照明条件下显示屏的反射系数 2135

七、无荧光效应的显示屏在任意复合照明条件下的对比度 2136

八、无荧光效应的显示屏在任意复合环境光下的色坐标 2136

第九节 显示器的静态图像质量指标 2136

一、可视角 2136

二、响应特性 2138

三、交叉效应 2139

四、残像（图像黏滞） 2141

五、闪烁 2142

第十节 平板显示器的运动伪像 2143

一、运动伪像产生的原因 2143

（一）液晶材料响应时间长引起的运动伪像 2144

（二）维持显示的工作模式和人眼的追踪和感知积分成像特性引起的运动伪像 2144

二、运动伪像的测试方法 2146

（一）直接测量法 2146

（二）模拟预测法 2147

（三）用测量亮、暗拖尾限定运动伪像 2149

三、PDP的动态伪轮廓 2151

（一）寻址与显示分离（ADS）的子场驱动方法 2152

（二）动态伪轮廓的产生原因 2152

第三十一章 瞬态光学和高速成像 2155

第一节 瞬态光学和高速成像的基本理论 2155

一、基本概念和术语 2156

二、高速成像的信息论 2157

三、高速成像的基本原理 2159

四、高速成像的分类和发展 2159

第二节 输片式高速成像 2160

一、间歇式高速成像的特点 2161

二、间歇式高速摄影机的组成 2161

三、间歇输片机构 2161

四、国内外主要间歇式高速摄影机的性能 2164

五、光学补偿式高速成像的特点 2165

六、棱镜补偿式高速成像 2166

（一）补偿原理 2166

（二）棱镜补偿器主要参数的选取 2169

（三）棱镜补偿式高速摄影机的组成和性能指标 2169

七、反射镜补偿式高速成像 2172

（一）有中间像的反射镜补偿摄影 2172

（二）双反射镜补偿摄影 2173

（三）前置反射镜鼓的补偿摄影 2173

（四）后置多面体反射镜补偿摄影 2174

（五）多屋脊反射镜补偿摄影 2174

（六）弹道同步摄影 2174

八、透镜补偿式高速成像 2176

第三节 转镜式超高速成像 2176

一、转镜原理 2176

二、转镜扫描理论 2179

三、转镜摄影机的等待扫描理论 2180

（一）基本概念 2180

（二）等待扫描的基本参数 2181

（三）等待方案 2181

（四）形成多入口的方法 2181

四、同步分幅摄影机 2182

五、同步扫描摄影机 2183

六、等待型摄影机 2184

七、分幅扫描同时记录摄影机 2184

八、冲击偏转型摄影机 2185

九、主要转镜摄影机的性能 2186

第四节 高速数字成像 2188

一、高速数字成像的原理 2189

二、高速数字成像系统主要参数的确定 2190

三、固体阵列成像器件的性质 2191

（一）科研级CCD成像器件的性质 2191

（二）CMOS成像器件的性质 2192

四、甚高速固体器件的成像技术 2192

五、超高速固体器件的成像技术 2192

（一）光学分幅CCD记录的多幅超高速成像技术 2193

（二）就地存储式CCD超高速成像 2193

六、典型高速数字成像系统的性能 2193

第五节 变像管高速成像 2194

一、时间分辨率和动态范围 2195

（一）时间分辨率 2195

（二）时间传递函数 2195

（三）动态范围R 2196

二、高速成像变像管的组成 2196

（一）光电阴极 2196

（二）荧光屏 2197

（三）控制电路 2197

三、变像管高速成像的分类 2197

四、单幅变像管高速成像 2198

五、多幅变像管高速成像 2198

（一）电子束扫描分幅技术 2198

（二）微通道板（MCP）行波选通技术 2199

（三）取样扫描分幅技术 2199

六、扫描变像管高速成像 2202

第六节 激光高速成像 2203

一、激光脉冲分幅高速成像 2204

二、激光高速全息摄影 2204

（一）多幅高速全息摄影的编码方法 2205

（二）机械偏转分幅的高速全息记录系统 2205

（三）声光偏转分幅的高速全息记录系统 2207

（四）多腔激光器实现方位编码的高速全息记录系统 2208

（五）高速全息干涉计量 2208

三、激光极高速成像 2210

（一）电光分幅的极高速全息记录系统 2210

（二）激光克尔盒快门极高速成像 2211

（三）激光全息相干快门极高速成像 2212

（四）光栅型全息极高速成像 2212

（五）波长编码全息极高速成像技术 2214

（六）角度和方向角编码全息极高速成像 2215

四、高速成像用激光光源 2216

第七节 特种高速成像 2217

一、网格高速成像 2217

（一）网格原理 2218

（二）转瞳式网格摄影 2219

（三）转镜扫描式网格摄影 2219

（四）主要网格摄影机性能一览表 2220

（五）网格高速摄影和极（超）高速成像技术进展 2221

二、Cranz-Schardin高速成像 2221

三、高速显微摄影 2223

（一）高速显微摄影的特殊问题 2223

（二）高速显微摄影中的显微系统 2223

（三）高速显微摄影装置 2224

（四）龚祖同猜想 2225

四、高速立体摄影 2225

（一）立体视觉和立体摄影 2225

（三）高速立体摄影 2226

五、高速光谱成像 2227

（一）光谱仪的性能参数 2228

（二）高速扫描摄谱仪（光谱计时仪） 2228

（三）高速分幅摄谱仪（电影摄谱仪） 2229

（四）超高速多点时间分辨谱仪 2230

（五）高速空间调制干涉光谱仪 2230

六、X射线和粒子束高速成像 2230

（一）X射线摄影 2231

（二）电子束摄影和电子束荧光摄影 2231

（三）中子束摄影 2233

七、高速阴影摄影 2233

八、高速纹影摄影 2234

九、高速干涉摄影 2235

十、高速莫尔形貌 2237

（一）高速投影型莫尔形貌 2237

（二）高速照射型莫尔形貌 2239

十一、水下高速成像 2239

（一）水下成像系统的特殊性 2240

（二）水下物镜设计的特殊性 2240

（三）水下激光成像技术 2241

第八节 高速成像用快门 2242

一、机电快速快门 2242

二、电动快速快门（磁电快速快门） 2242

三、金属箔电涌式快门 2242

四、爆炸快门 2242

五、克尔盒快门 2243

六、泡克尔斯盒快门 2243

七、法拉第快门 2244

第九节 高速成像用记录介质 2244

一、片基的机械物理性能 2244

二、各种感光度对照 2244

三、高速成像中常用胶片的性能 2245

四、胶片的互易律失效和埃伯哈德效应 2245

第十节 高速成像技术的应用 2246

一、高速现象的摄影参数 2246

二、高速成像诸参数的选取 2246

三、流场的可视化技术 2247

（一）外加可视物质用于流场显示 2248

（二）外加能量法 2250

第三十二章 飞秒光学和超短激光脉冲 2257

第一节 超短激光脉冲的新进展 2257

第二节 超短激光脉冲产生的原理与新技术 2259

一、超短激光脉冲的色散管理 2259

二、克尔透镜锁模的原理与技术 2262

三、飞秒激光脉冲的放大 2263

四、飞秒激光脉冲的频率变换 2264

五、飞秒激光脉冲的压缩 2266

六、飞秒激光脉冲的相位控制 2267

七、飞秒激光的同步 2267

八、阿秒激光简述 2269

第三节 超短激光脉冲的测量原理与技术 2270

一、用相关法测量超短激光脉冲的原理 2270

二、频率分辨光学开关法（FROG）的测量原理 2271

三、光谱相位干涉重建法（SPIDER）的测量原理 2273

第四节 阿秒激光脉冲的测 2275

一、阿秒激光脉冲串的测量方法 2275

二、单个阿秒脉冲测量——阿秒条纹相机技术 2276

第五节 超短激光脉冲诊断物质瞬态超快过程 2277

第六节 超短脉冲激光在计量科学中的应用 2279

附表 锁模历史及文献 2281

附录 超短激光脉冲产生原理与技术 2285

第三十三章 显微光学和近场光学 2302

第一节 显微光学史上的重要进展 2302

一、传统显微光学的重要进展 2302

二、从微米到纳米分辨成像的重要进展 2303

三、近场光学理论与纳米光学技术 2304

第二节 光学显微镜 2305

一、传统显微光学 2305

（一）显微镜光学系统的成像原理 2305

（二）显微镜系统的光学性能和技术要求 2308

（三）显微镜的基本类型 2309

二、显微镜的技术规范 2309

（一）显微物镜系列 2309

（二）显微目镜系列 2312

（三）显微光学系统的组合总放大倍率 2313

三、显微镜的典型结构 2313

（一）各种显微物镜的典型结构 2313

（二）各种显微目镜的典型结构 2317

四、体视显微镜 2318

五、共焦光学显微镜 2319

（一）常规扫描共焦显微镜 2319

（二）4pi共焦显微镜 2320

第三节 近场光学与近场光学显微镜 2322

一、超分辨与近场光学概念 2322

（一）海森伯不确定性原理与细光束的极值 2322

（二）突破分辨极限成像的关键 2323

（三）近场光学定义 2323

二、近场光学显微镜 2323

（一）近场光学显微镜的发展历史 2323

（二）近场光学显微镜的基本类型和超分辨成像的基本条件 2330

三、近场光学理论模拟方法 2333

（一）引言 2333

（二）时域有限差分法 2336

（三）格林并矢法 2342

（四）高频电磁场有限元法 2345

（五）多重多极子法 2347

第四节 其他纳米分辨光学技术 2350

一、纳米分辨光学技术的基本概念 2350

二、局域表面等离子体激元与“热点” 2351

（一）局域表面等离子体激元 2351

（二）热点的产生机制 2352

（三）非常规热点及其产生机制 2353

三、从显微光镊到“热点”光阱 2354

（一）光阱的梯度力 2354

（二）光阱梯度力的模拟 2355

（三）光阱梯度力的实验演示 2356

四、金属尖增强拉曼显微镜 2357

五、电磁场增强纳米粒子 2358

（一）金核拉曼增强纳米标签 2358

（二）过渡金属拉曼增强“核/壳”纳米粒子 2359

（三）“金方盒/增益介质”SERS增强纳米粒子 2360

（四）金纳米笼粒子增强试剂 2361

六、光束超衍射极限聚焦和SPR超透镜 2362

（一）实际金属膜小孔径光探针的通光机理和孔型优化 2362

（二）用于优化小孔光探针设计的LSPR脉冲探测技术 2363

（三）给定入射波长时蝴蝶结型小孔结构参数设计 2363

（四）金属尖与小孔结合的光探针 2365

（五）金属膜四棱锥SPP近场超透镜 2366

第三十四章 光电探测器和光电探测 2373

第一节 光电探测器概述 2373

一、光电探测器的分类 2373

二、光电转换定律 2374

三、光电探测器的性能参量 2374

（一）积分灵敏度R 2374

（二）光谱灵敏度Rλ 2374

（三）频率灵敏度Rf 2375

（四）量子效率η 2375

（五）噪声等效功率NEP 2375

（六）归一化探测度D 2376

（七）其他参量 2376

四、光电探测器的噪声特性 2376

（一）光子散粒噪声 2377

（二）电阻热噪声 2377

（三）1/f噪声 2377

第二节 光电管和光电倍增管 2378

一、光电管的工作回路 2378

二、光电倍增管的工作回路 2378

三、光电阴极的特性 2379

四、伏安特性 2381

第三节 光电导（光敏电阻）管 2385

一、光电导管的工作回路 2386

二、光电导管的特性 2386

（一）光谱响应特性 2387

（二）光照特性和伏安特性 2387

（三）时间响应特性 2387

（四）稳定特性 2388

第四节 光电池和光电二极管 2389

一、光电池的工作回路 2390

二、光电二极管的工作回路 2390

三、光电池的工作特性 2391

（一）短路电流和开路电压 2391

（二）输出功率和最佳负载电阻 2391

（三）光谱、频率响应及温度特性 2391

四、光电二极管的特性 2392

（一）光谱响应特性和光电灵敏度 2392

（二）光电变换的伏安特性分析 2394

（三）频率响应特性 2394

第五节 特种光电二极管 2396

一、PIN光电二极管 2396

二、肖特基势垒光电二极管 2396

三、四象限光电二极管 2396

四、位敏光电二极管 2396

（一）光谱响应特性 2398

（二）结电容与反偏电压的关系特性 2398

（三）温度特性 2398

五、雪崩光电二极管 2398

（一）工作原理及结构 2399

（二）倍增因子M和噪声 2399

六、约瑟夫逊结光电二极管 2400

七、光电三极管 2400

八、色敏光电二极管 2401

第六节硅、锗光电二极管的性能 2404

一、硅光电二极管 2404

（一）Ⅰ型硅光电二极管的主要性能 2404

（二）Ⅱ型硅光电二极管的主要性能 2405

（三）Ⅲ型硅光电二极管的主要性能 2405

（四）Ⅳ型硅光电二极管的主要性能 2405

二、锗光电二极管 2407

第七节 硫化铅和硒化铅光电探测器的性能 2408

一、硫化铅光电探测器 2408

二、硒化铅光电探测器 2409

第八节 砷化铟和锑化铟探测器的性能 2411

一、砷化铟探测器 2411

二、锑化铟探测器 2413

第九节 蹄镉汞和碲锡铅探测器的性能 2416

一、碲镉汞探测器 2416

（一）1～3 μm碲镉汞探测器 2416

（二）3～5 μm碲镉汞探测器 2416

（三）8～14 μm碲镉汞探测器 2416

二、碲锡铅探测器 2418

第十节 锗掺杂与硅掺杂探测器的性能 2419

一、锗掺金探测器 2419

二、锗掺汞探测器 2420

三、锗掺镉探测器 2421

四、锗掺铜探测器 2422

五、锗掺锌探测器 2423

六、锗掺铟探测器 2423

七、硅掺杂探测器 2424

第十一节 光热探测器 2425

一、热敏电阻 2425

二、热释电探测器 2427

三、气动式热探测器 2432

四、其他热探测器 2432

第十二节 直接探测系统的特性 2432

一、信噪比损失 2433

二、提高输入信噪比的方法 2433

（一）光谱滤波 2433

（二）减小探测器面积 2434

三、前放的阻抗匹配 2435

（一）采用匹配变压器 2435

（二）采用并联晶体管 2435

第十三节 微弱信号检测 2436

一、相关检测 2436

二、取样积分 2436

（一）取样门和积分器 2437

（二）定点式取样积分器 2437

（三）扫描式取样积分器 2438

三、光子计数 2439

（一）光子计数器的组成 2439

（二）光电倍增管中的光电流 2439

（三）甄别器的工作方式 2439

（四）计数方法 2440

第十四节 光外差探测系统 2441

一、光外差探测原理 2441

二、光外差的空间准直条件 2441

三、系统性能 2441

第十五节 光电成像及像探测器 2442

一、光电成像 2442

二、像探测器的分类 2443

三、真空摄像器件 2443

（一）光电导式摄像管 2443

（二）光电发射式摄像管 2444

四、固体摄像器件 2446

（一）CCD摄像器件 2446

（二）自扫描光电二极管阵列 2447

（三）电荷注入器件 2448

（四）图像传感器的主要特性参数 2449

第十六节CCD及CMOS 2451

一、结构及工作原理 2451

二、特性参数 2453

（一）转移效率η 2453

（二）工作频率 2453

（三）暗电流特性 2453

第十七节 单光子成像探测 2460

一、单光子成像探测的概念及分类 2460

（一）单光子的概念 2460

（二）单光子成像探测器的分类 2461

二、基于位敏阳极的单光子成像探测器 2462

（一）探测器结构和工作原理 2462

（二）光电阴极 2463

（三）微通道板 2463

（四）位敏阳极 2467

（五）电子读出电路 2474

第三十五章 感光材料 2482

第一节 卤化银感光材料的结构与成像原理 2482

一、感光材料的涂层结构 2482

二、卤化银的感光原理 2482

第二节 感光材料的性能和评价 2484

一、光密度 2484

（一）标准漫透射密度 2484

（二）标准反射密度 2485

二、感光特性曲线 2485

（一）感光材料的感光特性 2485

（二）感光特性曲线的测试 2486

（三）不同类型胶片的感光特性曲线 2487

（四）感光特性参数 2489

三、互易律失效 2492

四、光谱灵敏度 2493

五、分辨率 2494

六、调制传递函数 2495

七、影像的颗粒性与颗粒度 2497

八、化学邻界效应 2497

九、力学性能 2498

第三节 彩色感光材料 2498

一、彩色感光材料的原理 2498

二、彩色感光材料的感光测定 2500

第四节 非银盐感光材料 2502

一、静电成像 2503

二、光敏热显影成像体系 2504

三、重氮成像 2504

四、感光性高分子 2505

五、光致抗蚀剂 2506

六、光致变色 2507

七、光致聚合 2509

（一）光致聚合反应机理 2509

（二）全息记录用光致聚合物体系 2510

（三）光致聚合物的全息记录性能 2511

（四）常用光致聚合物介绍 2512

八、光致交联 2514

第三十六章 光学材料 2519

第一节 光学材料的基本性质和参数 2519

一、吸收、反射和透射 2519

二、折射率 2550

三、弹性系数 2585

四、弹性模量 2585

五、热性能 2587

六、硬度 2595

七、介电常数（电容率） 2596

八、溶解度、分子量和比重 2597

第二节 光学玻璃 2599

一、光学玻璃的性能要求 2600

二、光学玻璃的品种和牌号 2602

三、光学玻璃的化学组成 2621

四、无铅无砷光学玻璃 2623

五、精密模压光学玻璃 2625

（一）精密模压光学玻璃的要求 2625

（二）精密模压玻璃的组成 2626

（三）模压光学玻璃牌号 2627

第三节 特种玻璃 2629

一、窗口玻璃 2629

（一）透紫外玻璃 2629

（二）透红外玻璃和硫属化合物玻璃 2630

二、耐辐射、防辐射光学玻璃 2632

三、基板玻璃 2636

（一）液晶显示基板玻璃 2636

（二）等离子体显示基板玻璃 2636

（三）信息存贮用基板玻璃 2637

四、梯度折射率光学材料 2637

五、声光玻璃 2639

六、磁光玻璃 2640

第四节 镜片毛坯材料及表面镀膜用金属材料 2641

一、基片表面粗糙度 2641

二、基片稳定性 2642

三、刚度 2642

四、基片热畸变 2642

五、望远镜镜坯玻璃 2643

六、反射镜面镀膜用金属材料 2643

第五节 光学塑料 2646

第六节 激光材料 2651

一、激光材料的光谱特性 2651

二、激光玻璃 2652

（一）硅酸盐激光玻璃 2653

（二）磷酸盐激光玻璃 2654

（三）氟磷玻璃和硼酸盐玻璃等 2657

三、激光晶体 2658

（一）Cr3+ ： Al2 O3（红宝石） 2659

（二）Nd3+：YAG，Yb3：YAG，Cr3+-Tm3+-Ho3+：YAG（CTH：YAG） 2660

（三）Nd：Ca5 （PO4）3F（Nd：FAP）和Y b： C a5 （P O4）3 F（Y b： FAP） 2663

（四）Nd3+：YLiF4（Nd：YLF） 2664

（五）Nd3+：YVO4 2665

（六）Nd3+：Gd3 Ga5 O12 （Nd：GGG） 2666

（七）Cr 3+ ： BeA12 O4（金绿宝石） 2667

（八）T i3+ ： A12 O3 （钛宝石） 2668

（九）Cr 3+：LiCaAIF6 （Cr： LAF）和Cr3+：LiSrAlF6 （Cr：Sr…LAF） 2669

（十）Cr4 +：Mg2SiO4 （Cr：forsterite）和Cr4+：Y3 A15 O12 （Cr：YAG） 2670

（十一）Cr 2+ ： ZnSe 2671

第七节 黑白标准 2672

第三十七章 光学测试计量学 2683

第一节 误差与测量不确定度 2683

一、测量误差 2683

（一）误差的分类 2683

（二）误差、随机误差和系统误差之间的关系 2683

（三）粗大误差 2684

二、测量不确定度 2684

（一）不确定度的定义与来源 2684

（二）测量不确定度的评定方法 2684

第二节 光辐射测试与计量 2685

一、光辐射测量物理量 2685

二、光辐射绝对测量的主要途径 2686

（一）黑体辐射源 2686

（二）低温辐射计 2687

（三）硅光电二极管自校准技术 2687

（四）双光子相关技术 2688

（五）同步辐射源 2688

三、光辐射计量标准 2689

（一）光谱辐亮度和辐照度标准 2689

（二）中温黑体辐射源标准 2691

（三）以同步辐射源为基础的紫外辐射标准 2692

第三节 光辐射探测器的参数测试 2692

一、光辐射探测器性能的主要表征量 2692

（一）描述灵敏度特性的主要表征量 2692

（二）描述探测弱信号能力的主要表征量 2693

（三）其他表征量 2694

二、光辐射探测器的光谱响应度测量 2694

（一）相对光谱响应度测量 2694

（二）绝对光谱响应度测量 2696

三、探测器空间均匀性测量 2696

四、光辐射探测器响应度直线性测量 2697

（一）双孔法 2697

（二）多光源法 2697

五、光辐射探测器时间特性与温度特性测量 2698

（一）时间特性测量 2698

（二）温度特性测量 2698

六、红外焦平面阵列参数测量 2698

（一）特性参数及相关量的定义 2698

（二）响应率、噪声、探测率和有效像元率等参数的测试 2700

第四节 激光参数的计量与测试 2702

一、激光测量参数 2702

二、激光参数计量基准 2703

（一）激光功率基准 2703

（二）激光能量基准 2704

三、激光参数计量标准 2705

（一）激光功率标准 2705

（二）激光能量标准 2705

（三）脉冲激光峰值功率标准 2706

四、激光参数测量技术 2707

（一）激光功率、激光能量的测试技术 2707

（二）激光空域特性测量技术 2708

（三）激光时域特性测量 2710

（四）激光损伤阈值测量 2713

第五节 光学材料参数的计量测试 2713

一、光学材料折射率和色散系数的测试 2714

（一）阿贝折光法 2714

（二）王氏V棱镜折光法 2714

（三）自准直法 2715

（四）最小偏向角法 2715

（五）直角照射法 2716

（六）任意偏折法 2717

（七）色散系数的测量 2717

二、光学材料传输特性的测量 2718

（一）光在光学材料中的传输 2718

（二）反射比的测量 2719

（三）透射比的测量 2719

（四）光吸收系数的测量 2719

（五）散射系数的测量 2720

第六节 成像光学参数测试 2721

一、光学系统和元件参数测试 2721

（一）焦距测试 2721

（二）相对孔径测试 2722

（三）视场测试 2722

（四）透射率测试 2723

（五）杂光系数测试 2723

（六）放大率测试 2723

二、光学元件波像差测量 2724

（一）光的干涉基础 2724

（二）光学元件波像差测量装置 2724

（三）光学元件面形测量方法 2725

三、成像光学系统像质评价 2727

（一）光学传递函数的基本概念 2727

（二）光学传递函数的基本测量方法 2728

（三）离散采样系统光学传递函数测量 2730

（四）光学传递函数测量装置的组成 2731

（五）星点测量 2733

（六）分辨率测量 2735

（七）畸变测试 2739

四、光纤面板参数测试 2742

（一）光纤面板数值孔径的测量 2742

（二）光纤面板透射比的测量 2743

（三）光纤面板刀口响应测量 2743

第三十八章 光学零件工艺学 2748

第一节 光学零件的毛坯制造 2748

一、块料加工形成毛坯 2748

二、热压成型制造毛坯 2748

（一）热压成型工艺过程 2749

（二）影响毛坯质量的主要工艺技术因素 2749

第二节 透镜的研磨、抛光工艺 2754

一、铣磨 2754

（一）铣磨的机理 2754

（二）铣磨面形 2755

（三）铣磨外圆 2756

（四）铣磨工艺因素的讨论 2757

（五）铣磨加工余量及公差 2758

（六）铣磨面形和球面曲率半径的检验 2759

（七）铣磨夹具 2759

二、精磨 2760

（一）精磨原理 2760

（二）精磨模和精磨夹具 2760

（三）透镜的装夹 2764

（四）工艺参数对精磨的影响 2764

三、抛光 2766

（一）玻璃的抛光机理 2766

（二）准球心法抛光 2767

（三）固着磨料抛光工艺 2769

第三节 透镜的定心和磨边 2771

一、透镜的中心误差 2771

二、光学法定心 2772

（一）表面反射像定心法 2772

（二）球心自准反射像定心法 2772

（三）光学电视定心 2773

（四）透射像定心法 2773

（五）激光定心法 2774

三、机械法定心 2774

（一）定心原理 2774

（二）定心系数 2774

四、磨边、倒角和影响定心的因素 2775

（一）磨边 2775

（二）倒角 2775

（三）影响定心精度的因素 2777

（四）影响定心的工艺因素 2777

（五）磨边余量 2778

第四节 平板和棱镜的制造 2779

一、平面制造的特点 2779

二、平面的双面加工技术 2780

（一）双面加工的原理 2780

（二）影响质量的主要工艺因素 2781

三、平面光学零件加工的基本技术 2782

（一）上盘 2782

（二）铣磨 2784

（三）精磨 2784

（四）抛光 2784

（五）工艺流程 2785

四、高精度平面加工技术 2786

（一）分离器法加工 2786

（二）环形抛光盘法加工 2786

第五节 非球面制造 2787

一、非球面的分类 2787

（一）回转对称非球面 2787

（二）非回转对称非球面 2788

（三）无对称中心非球面 2788

（四）阵列表面 2788

二、非球面的光学特性与评价指标 2788

（一）非球面的光学特性 2788

（二）非球面的评价指标 2789

三、研磨抛光法制造非球面 2790

（一）非球面制造方法的分类 2790

（二）非球面研磨抛光技术 2790

（三）起始研磨球面的确定 2790

（四）非球面研磨抛光的基本工艺 2791

四、计算机控制非球面加工技术 2794

（一）精密机床的分类及组成 2794

（二）金刚石超精密光学加工技术 2794

（三）非球面研抛技术 2797

第六节 磁流变抛光技术 2798

一、磁流变抛光概述 2798

二、磁流变抛光液 2798

三、磁流变抛光的机理 2800

四、磁流变抛光设备 2802

五、磁流变抛光工艺 2802

第七节 光学零件的清洗 2804

一、对清洗材料的基本要求 2804

二、常用清洗方法 2804

三、常用的清洗材料 2805

四、清洗的基本工艺流程 2805

五、清洗中常见的疵病 2806

第八节 光学零件的胶合 2806

一、对胶合材料的要求 2806

二、常用的光学胶及性能 2806

三、胶合工艺 2807

四、拆胶 2809

第九节 塑料光学零件的成型制造 2810