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目录 1

绪论 1

第一章 光的电磁理论及光波的数学描述 3

§1-1麦克斯韦积分方程组 3

§1-2麦克斯韦微分方程组 7

§1-3电磁场的波动性 9

§1-4平面电磁波及其基本性质 11

§1-5单色平面波矢量波与标量波 15

§1-6单色平面波的复数表达式复振幅及空间频率 19

§1-7平面电磁波场中的能量传播坡印廷矢量光强度 23

§1-8单色球面波复振幅及其旁轴近似 26

思考题与习题 31

§2-1傅里叶级数与傅里叶积分（变换） 33

第二章 傅里叶变换理论及光波场的时间和空间傅里叶分解 33

§2-2光波场的时间傅里叶分解对实际光源发出的光波的认识 40

§2-3单色光波复振幅的空间傅里叶分解空间频谱 47

§2-4几个常用函数的傅里叶变换对及傅里叶变换定理 48

§2-5卷积及卷积定理相关 54

§2-6狄拉克δ函数梳状函数 58

§2-7线性平移不变系统 63

思考题与习题 65

第三章 光在两介质交界面上的反射和折射 67

§3-1在介质交界面上的边界条件 67

§3-2光波的反射与折射定律 69

§3-3菲涅耳公式及其讨论 71

§3-4全反射与倏逝波 82

§3-5光导纤维与薄膜光波导 86

§3-6金属的光学性质 93

§3-7相速与群速光学拍 99

思考题与习题 102

第四章 光的干涉和干涉仪 106

§4-1光干涉的条件 106

§4-2杨氏干涉双光束干涉条纹 109

§4-3干涉条纹的对比度 112

§4-4光源大小对干涉条纹对比度的影响 113

§4-5空间相干性范西特-泽尼克定理 117

§4-6光的非单色性对干涉条纹对比度的影响 123

§4-7时间相干性与时间相干度 127

§4-8各种分波前干涉装置及其特点 130

§4-9干涉仪的一般理论概要 130

§4-10平行平板干涉定域条纹等倾条纹 135

§4-11楔板干涉及条纹定域面等厚条纹 140

§4-12表面质量检查斐索型平面及球面干涉仪 146

§4-13迈克尔逊干涉仪 150

§4-14泰曼-格林干涉仪数字波面干涉术 153

§4-15傅里叶分光干涉仪（傅里叶变换光谱仪） 156

§4-16马赫-曾德干涉仪散射板干涉仪及剪切干涉仪 161

思考题与习题 164

第五章 多光束干涉与光学薄膜 169

§5-1平行平板的多光束干涉 169

§5-2法布里-珀罗干涉仪 175

§5-3扫描法布里-珀罗干涉仪 180

§5-4多光束等厚干涉条纹 182

§5-5光学薄膜单层膜 185

§5-6多层介质膜与等效折射率法 191

§5-7光学薄膜的电磁场理论矩阵计算方法 194

§5-8几种常用光学薄膜及其特点 197

思考题与习题 200

第六章 光的衍射及傅里叶光学 204

§6-1惠更斯-菲涅耳原理 205

§6-2基尔霍夫标量衍射理论球面波衍射理论 206

§6-3平面波衍射理论（衍射的角谱理论） 213

§6-4菲涅耳衍射与夫琅和费衍射 216

§6-5菲涅耳衍射的计算举例泰伯效应 220

§6-6菲涅耳波带法圆孔的菲涅耳衍射 223

§6-7圆屏的菲涅耳衍射巴比涅原理 226

§6-8菲涅耳波带片 227

§6-9直边及单缝的菲涅耳衍射 231

§6-10透镜的傅里叶变换性质 236

§6-11单缝与矩孔的夫琅和费衍射 241

§6-12圆孔的夫琅和费衍射 246

§6-13夫琅和费衍射图样的特点 250

§6-14双缝夫琅和费衍射 253

§6-15多缝（光栅）的夫琅和费衍射 256

§6-16衍射光栅 264

§6-17莫尔效应及双光栅衍射理论 274

思考题与习题 280

第七章 空间频谱分析及光学信息处理 286

§7-1阿贝成象理论 286

§7-2相干及非相干成象的分辨率及对比度变化 292

§7-3相干成象系统及相干传递函数（CTF） 299

§7-4非相干成象系统及光学传递函数（OTF） 302

§7-5空间滤波及相干光信息处理相衬显微镜 312

§7-6非相干光处理 320

§7-7全息照相 322

思考题与习题 332

第八章 光的偏振及光在晶体中的传播 337

§8-1晶体中光的传播简述［48］光线椭球 337

§8-2单轴晶体 343

§8-3晶体的惠更斯作图法 345

§8-4折射率椭球（波法线椭球） 348

§8-5双轴晶体 351

§8-6偏振棱镜 352

§8-7二向色性偏振器及布儒斯特偏振器（玻片堆） 356

§8-8波片（位相延迟器）及补偿器 360

§8-9偏振光和偏振器件的琼斯矩阵 365

§8-10椭圆偏振光的表示及检验方法椭偏仪 373

§8-11偏振光的干涉玻璃应力仪及偏光显微镜 377

§8-12偏振光干涉仪微分干涉相衬显微镜 385

思考题与习题 387

第九章 磁光、电光和声光效应 393

§9-1旋光性与法拉第磁光效应 393

§9-2电光效应与电光器件 399

§9-3声光效应 410

§9-4晶体的非线性光学效应 414

思考题与习题 416

附录 418

附录Ⅰ 矢量分析及场论的主要公式 418

附录Ⅱ 贝塞尔函数 419

参考文献 422

习题答案 424