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第一章 傍轴光学 1

1.1．引言 1

1.2．费马原理 2

1.3．拉格朗日表述 8

1.4．哈密顿表述 15

1.5．应用哈密顿表述研究傍轴透镜光学 17

1.5.1．单折射面 18

1.5.2．薄透镜 21

1.5.3．厚透镜 22

1.6．程函近似法 24

1.6.1．程函方程式的推导 24

1.6.2．程函方程式与费马原理 26

1.7．波动光学是量子化的几何光学 28

第二章 三级象差的几何理论 31

2.1．引言 31

2.2．三级象差的表示式 31

2.3．系数A、B、C、D和E的物理意义 40

2.3.1．球面象差 41

2.3.2．慧差 42

2.3.3．象散和象场弯曲 44

2.3.4．畸变 47

2.4．用折射率变量表示系数Hij 50

2.5．梯度折射率媒质的象差 51

2.6．折射率具有有限间断的系统的象差 56

2.6.1．玻璃平面的象差 60

2.6.2．薄透镜的象差 61

2.7．色差 67

第三章 特征函数 73

3.1．引言 73

3.2．点特征函数 73

3.2.1．定义和性质 73

3.2.2．阿贝正弦条件 78

3.3．混合特征函数 80

3.3.1．定义和性质 80

3.3.2．旋转对称系统的三级象差 84

3.4．角特征函数 87

3.5．特征函数的直接计算 88

3.5.1．折射平面的混合特征函数 88

3.5.2．折射球面的角特征函数 90

第四章 衍射 92

4.1．引言 92

4.2．球面波 93

4.3．亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理 93

4.4．菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 96

4.5．夫琅和费和菲涅耳衍射 100

4.6．矩形孔的夫琅和费衍射 104

4.7．圆孔的夫琅和费衍射 108

4.8．爱里图样的强度分布 113

4.9．圆孔的菲涅耳衍射 114

4.10．单缝菲涅耳衍射 117

4.11．沿波阵面具有振幅分布的波的衍射 128

4.12．巴俾涅原理 133

4.13．周期排列的孔 134

4.14．焦平面附近的强度分布 137

4.15．光学共振腔 142

第五章 部分相干光 157

5.1．引言 157

5.2．复数表示 160

5.3．互相干函数和相干度 161

5.4．准单色光源 164

5.5．范希泰特-塞尼克定理 170

5.6．Γ12（τ）满足的微分方程式 179

5.7．部分偏振 181

5.7.1．相干矩阵 181

5.7.2．偏振度 185

5.7.3．J的诸元素的测量 187

5.7.4．光学元件 188

第六章 傅里叶光学Ⅰ．空间频率滤波 191

6.1．引言 191

6.2．夫琅和费和菲涅耳衍射近似式 192

6.3．薄透镜对入射场分布的影响 194

6.4．透镜作为傅里叶变换元件 197

6.5．空间频率滤波及其应用 211

6.5.1．相衬显微术 214

6.5.2．互相关 216

6.5.3．特征识别 218

6.5.4．多通道运算 222

6.5.5．矩阵乘法 225

第七章 傅里叶光学Ⅱ．光学传递函数 227

7.1．引言 227

7.2．点扩散函数 227

7.3．薄透镜的点扩散函数 232

7.4．频谱分析 235

7.5．相干性和分辨率 246

第八章 全息术 249

8.1．引言 249

8.2．基本原理 250

8.3．两个平面波之间的干涉 254

8.4．点源全息图 256

8.5．物体的漫射照明 263

8.6．傅里叶变换全息图 265

8.6.1．菲涅耳和傅里叶变换全息图的分辨率 268

8.6.2．无透镜傅里叶变换全息图 271

8.7．体积全息图 273

8.8．全息术的应用 277

8.8.1．三维象的再现 277

8.8.2．干涉量度学 277

8.8.3．显微镜 284

8.8.4．通过象差媒质成象 285

第九章 自聚焦 287

9.1．引言 287

9.2．自聚焦的基本理论 288

9.3．自聚焦的更严密理论 292

9.4．激光束的热自聚焦和散焦 297

9.5．弱非线性的标量波方程的解 301

9.6．非线性介电常数计算中的一般问题 305

第十章 梯度折射率的光波导 308

10.1．引言 308

10.2．模分析 310

10.3．通过自聚焦光纤的传播 315

10.3.1．沿轴对称发射的高斯光束的传播 317

10.3.2．由离轴点发出的平行于轴的高斯光束的传播 320

10.4．脉冲传播 327

10.5．光纤制造 335

第十一章 消失波和古斯-汉欣效应 338

11.1．引言 338

11.2．消失波的存在 340

11.3．有界光束的全内反射 345

11.4．古斯-汉欣位移的物理解释 351

11.5．平面波导中的古斯-汉欣效应 354

11.6．棱镜-薄膜耦合器 359

附录 360

参考文献 368

索引 377