第一 章 光波场的数学描述 1
1.1 光波场的复振幅表示 1
一 平面波 2
二 球面波 3
三 柱面波 4
1.2 光波场中任一 平面上的复振幅表示 5
一 平面光波复振幅的空间频率描述 5
二 球面光波场中任一 平面上的复振幅 9
1.3 光波函数的位相因子 11
一 平面波的位相因子 12
二 球面波的位相因子 12
三 柱面波的位相因子 13
思考题 14
习题 14
第二 章 傅里叶分析 16
2.1 函数的正交展开和傅里叶级数 16
一 信号按正交函数系展开 16
二 傅里叶级数 19
三 频谱的概念 21
2.2 傅里叶变换 25
一 傅里叶积分与傅里叶变换 26
二 傅里叶变换算子 30
三 频谱函数 32
四 傅里叶变换的性质 34
五 二 维傅里叶变换 41
2.3 δ函数 43
一 广义函数简介 43
二 δ函数的定义及其表示方法 45
三 δ函数的性质 49
2.4 卷积与相关 55
一 卷积的定义 55
二 卷积的计算方法 56
三 卷积的性质 60
四 相关的定义 61
五 相关的计算方法 63
六 相关的性质 64
2.5 常用函数 66
一 偶脉冲对和奇脉冲对 66
二 阶跃函数（刀口函数） 67
三 符号函数 69
四 矩形函数 70
五 三 角形函数 72
六 sinc函数和sinc2函数 72
七 高斯函数 73
八 圆域函数 74
九抽样函数（comb函数） 74
2.6 信号离散与抽样定理 81
一 离散信号的表示 81
二 正弦波的抽样 81
三 任意连续函数的抽样 83
四 函数的抽样与恢复 85
思考题 87
习题 88
第三 章 线性系统概论 91
3.1 线性系统的基本概念 91
一 系统及其分类 91
二 线性系统的定义 92
三 线性系统的算子表示 93
四 线性系统和线性不变系统的特性 94
3.2 线性系统的分析方法 95
一 基元函数的响应 95
二 线性系统的两种分析方法 98
3.3 复合系统的传递函数 101
一 串联系统 101
二 并联系统 102
三 反馈系统 102
思考题 104
习题 104
第四 章 标量衍射理论基础 106
4.1 衍射概述 106
4.2 基尔霍夫积分定理 107
一 亥姆霍兹（H.Helmholtz）方程 107
二 格林定理 108
三 基尔霍夫积分定理 108
4.3 基尔霍夫衍射公式 110
一 衍射装置与积分定理的应用 110
二 基尔霍夫衍射公式的推导 110
三 巴俾涅原理 113
4.4 瑞利－索末菲衍射公式 114
一 格林函数的选择 114
二 瑞利－索末菲衍射公式 115
4.5 非单色光波的衍射 116
一 复色光波的衍射公式 116
二 准单色光波的衍射公式 118
4.6 标量衍射中若干问题简析 118
一 三 种标量衍射公式 118
二 衍射公式和叠加积分 120
三 光的传播和衍射 120
四 基尔霍夫理论的不自洽性及适用性 121
五 衍射公式对一 般照明情况的适用性 121
4.7 衍射问题的频率域分析 121
一 从空域到频域 122
二 频谱的传播效应 122
三 衍射过程的频谱分析 124
4.8 基尔霍夫衍射公式的近似 125
一 衍射分区的实验根据 125
二 菲涅耳近似和夫琅和费近似 126
4.9 菲涅耳和夫琅和费衍射的“系统”分析 128
一 菲涅耳衍射“系统”分析 128
二 夫琅和费衍射“系统”分析 129
4.10 夫琅和费衍射实例 130
一 矩孔的夫琅和费衍射 130
二 带掩模矩孔的夫琅和费衍射 131
三 圆孔的夫琅和费衍射 132
四 正弦型振幅光栅的夫琅和费衍射 133
五 正弦型位相光栅的夫琅和费衍射 135
4.11 b 菲涅耳衍射计算 136
一 菲涅耳衍射的频域计算 137
二 某些特殊情况下菲涅耳衍射的计算 137
三 平面光波的直边菲涅耳衍射 141
思考题 146
习题 146
第五 章 相干理论简介 148
5.1 互相干函数和相干度 148
5.2 准单色光的干涉和互强度 150
一 准单色光的互强度 150
二 范西特－泽尼克（VanCittert-Zernike）定理 152
三 霍普金斯（Hopkins）公式 155
四 一 个例子 156
5.3 互强度的传播和广义惠更斯原理 159
习题 160
第六 章 透镜的变换特牲 161
6.1 薄透镜的位相变换 161
6.2 透镜的傅里叶变换特性 162
一 一 般变换式 163
二 物面位于透镜前d0处 165
三 物位于透镜后d1处 167
习题 169
第七 章 光学成象系统的频率特牲 172
7.1 正薄透镜的成象 172
7.2 一 般光学成象系统的分析 175
一 黑箱模型 175
二 成象系统的线性特性 176
7.3 相干传递函数 177
一 相干传递函数的概念 177
二 相干传递函数的计算例 178
三 相干传递函数的简要说明 179
7.4 非相干光学传递函数 181
一 光学传递函数的概念 181
二 光学传递函数与相干传递函数的关系 182
三 光学传递函数的性质 183
四 OTF与光瞳函数的关系 184
五 光学传递函数的计算例 184
六 光学传递函数的物理解释 186
7.5 实际光学系统的传递函数 188
一 广义光瞳函数 188
二 有象差系统的相干传递函数 188
三 有象差系统的光学传递函数 188
四 离焦成象系统的OTF 189
7.6 相干成象和非相干成象的比较 191
一 象的强度频谱与衬度 191
二 两点间的分辨率 193
习题 194
第八 章 光全息学基本原理 196
8.1 光全息术概述 196
8.2 全息照相的基本方程 197
一 波前记录 197
二 波前再现 198
三 参考光束的最小偏置角 199
四 平面全息图的成象公式 201
8.3 傅里叶变换全息图的理论分析 203
一 标准的傅里叶变换全息图 204
二 准傅里叶变换全息图 205
三 无透镜傅里叶变换全息图 206
8.4 象全息图 208
一 照明光源单色性影响 208
二 照明光源大小的影响 209
8.5 彩虹全息 210
一 二 步彩虹全息 210
二 一 步彩虹全息 211
三 彩虹全息对成象透镜的特殊要求 213
8.6 位相全息图 214
8.7 激光散斑及其应用 215
一 激光散斑的特性 216
二 散斑图样的记录光路 216
三 散斑照相 216
8.8 体积全息图简介 218
一 基元体全息图的光栅结构 219
二 布喇格定律 220
三 基元体全息图的灵敏度 221
8.9 计算全息图 223
一 抽样 223
二 计算离散傅里叶谱 224
三 罗曼编码法 225
8.10 全息照相应用简介 226
一 全息光学元件 226
二 干涉计量 227
习题 232
第九章 光学信息处理 234
9.1 阿贝－波特实验及泽尼克相衬法 234
一 阿贝－波特（Abbe-Porter）实验 234
二 泽尼克相衬显微镜 237
9.2 基本相干光处理系统 239
一 光学频谱分析系统 239
二 光学滤波系统 240
三 光学相关系统 242
四 混合处理系统 243
9.3 相干光学处理 244
一 图象相减 244
二 象边缘增强 247
三 图象识别 247
四 逆滤波消模糊——象质改善 249
五 相干光反馈系统 250
9.4 非相干光处理 251
一 基于几何成象的非相干光处理 252
二 基于几何投影的非相干光处理 254
9.5 白光信息处理 255
一 工作原理 255
二 应用举例 257
9.6 非线性处理 259
一 θ调制 259
二 半色调网屏技术 260
9.7 实时混合处理 262
一 空间光调制器 263
二 实时混合处理系统 264
习题 265
附录A 贝塞尔函数的积分表达式的推导 266
主要参考文献 269