第一篇 总论 3
第一章 固体中的光吸收和光发射 3
第一节 固体光吸收和光辐射的量子力学微扰理论 3
第二节 固体中的光吸收过程 6
第三节 带间光吸收 7
第四节 重掺杂半导体中的吸收 14
第五节 电场中的光吸收 17
第六节 激子吸收 20
第七节 自由载流子的光吸收 23
第八节 定域杂质吸收 25
第九节 固体中的光发射过程 26
第十节 罗斯布莱克-肖克莱（Van Rosbreck-shockley）关系 27
第十一节 带间辐射复合 29
第十二节 局域能态上的辐射复合 31
第十三节 非辐射复合过程 35
第十四节 光吸收和辐射的爱因斯坦关系 40
第十五节 光谱线的线型函数 42
第二章 固体的光学常数 47
第一节 光的电磁理论和物质的光学常数 47
第二节 光在界面处的反射和折射基本规律 50
第三节 光在媒质分界面上的反射特性 52
第四节 全反射和古斯-汉欣位移 55
第五节 薄膜中的多重反射 59
第六节 固体介质的色散 60
第七节 光学常数之间的相互关系 66
第三章 p-n结与异质结 71
第一节 p-n结的电场、电势和结宽 71
第二节 p-n结的电流电压特性 76
第三节 p-n结的电容 82
第四节 p-n结击穿 85
第五节 p-n结的光伏效应 87
第六节 异质结 89
第七节 异质结能带图 92
第八节 突变异质结的内建电势及结宽度 97
第九节 异质结的电流电压特性 101
第十节 突变同型异质结 106
第十一节 异质结的基本特性 108
第二篇 光学仪器总体设计 115
第一章 概述 115
第一节 概述 115
第二节 光学仪器的类别 117
第三节 光学仪器发展简史和今后发展趋势 118
第二章 总体设计的基本理论 121
第一节 总体设计概述 121
第二节 光学仪器的基本技术指标 121
第三节 光学仪器的基本设计原则 124
第四节 光学仪器总体系统研究 135
第五节 仪器总体设计的起始数据和资料 140
第六节 外界条件的影响 153
第七节 仪器的设计方法和程序 161
第三章 光学仪器精度分析 165
第一节 概述 165
第二节 误差的基本概念和误差的性质 167
第三节 光学仪器的误差来源 171
第四节 光学仪器的精度 175
第五节 光学仪器的精度计算方法 176
第四章 瞄准望远系统 199
第一节 概述 199
第二节 军用瞄准系统基本参数的选择 201
第三节 测量瞄准望远镜基本参数的选择 206
第四节 内调焦望远系统 212
第五节 周视望远系统 223
第六节 光学式铰链瞄准系统 238
第七节 瞄准系统的分划板形式、误差及其刻线宽度选择 239
第八节 瞄准系统的微调机构及制动时所产生的力 246
第九节 激光定向系统 249
第五章 显微定位系统 254
第一节 概述 254
第二节 显微定位系统的工作原理及组成 255
第三节 光学式显微定位系统的总体考虑 256
第四节 其他光学显微定位系统 267
第五节 光电对准技术 275
第六节 主显微定位系统的总体设计 287
第六章 光学读数系统 292
第一节 光学读数系统的基本要求和分类 292
第二节 光学读数系统中基准元件 294
第三节 光学读数系统中的对准精度、估读精度 304
第四节 几种常用的光学读数系统设计 307
第五节 屏幕式测微读数系统设计 319
第六节 对径读数系统及光学测微器设计 326
第七节 光学读数系统中显微系统参数的计算 347
第七章 安放系统 352
第一节 安放系统的基本要求 352
第二节 水准器的用途，构造原理和分类 353
第三节 水准器的技术指标 357
第四节 水准器的构造及影响水准器的精度的因素 359
第五节 电子水准器 363
第六节 安放系统中调平机构的参数设计 364
第七节 自动安平原理及补偿器 370
第八章 光电读数系统 384
第一节 概述 384
第二节 莫尔条纹 385
第三节 有关光学码盘的基本概念 386
第四节 光电轴角编码器设计考虑 399
第五节 光栅式光电读数系统 411
第九章 光学仪器总体设计举例 421
第一节 光电数字经纬仪总体设计 421
第二节 光电数字经纬仪的光学总体设计 423
第三节 仪器各部分的参数和结构选择 426
第四节 光电数字经纬仪总体精度分析 429
第五节 光电坐标测量仪的总体设计 432
第三篇 光电子器件设计 445
第一章 光电探测器 445
第一节 光电探测器的特性参数和噪声 445
第二节 光电导探测器 447
第三节 光电二极管 457
第四节 雪崩光电二极管 466
第五节 长波长光纤通信用探测器 472
第六节 电荷耦合摄象器件 477
第七节 异质结光晶体管（HPT） 486
第二章 半导体发光二极管 494
第一节 半导体发光二极管原理——载流子的注入和复合发光 495
第二节 发光二极管用晶体及其发光机理 501
第三节 发光二极管的结构与特性 508
第四节 发光二极管的效率 512
第五节 红外上转换磷光体的发光机理 517
第六节 光纤通信用的发光二极管 521
第七节 发光二极管的应用 527
第三章 半导体激光器 532
第一节 概述 532
第二节 半导体激光器的光学增益 535
第三节 法布里-珀罗光谐振腔和光的自激振荡 540
第四节 半导体激光器的横模 544
第五节 半导体激光器的稳态特性 555
第六节 半导体激光器的瞬态效应 563
第七节 异质结半导体激光器 573
第八节 量子阱激光器 579
第九节 分布反馈半导体激光器（DFB） 585
第四章 固体激光器 590
第一节 概述 590
第二节 粒子数反转的产生和增益系数 592
第三节 固体激光工作物质 597
第四节 泵浦系统 607
第五节 光谐振腔 613
第六节 固体激光器的特性 616
第七节 调Q激光器 624
第八节 锁模激光器 630
第四篇 电子光学仪器设计 637
第一章 概述 637
第一节 电子光学仪器是认识微观世界的工具 637
第二节 光学显微镜的限制 638
第三节 电子光学仪器发展简史 640
第四节 电子光学仪器的分类 642
第二章 波动电子光学 644
第一节 电子波 644
第二节 电子波的相干性 647
第三节 费涅耳衍射和夫琅和费衍射 650
第三章 照明系统 656
第一节 电子枪的亮度 656
第二节 三电极电子枪 659
第三节 电子的热发射、场发射和热场发射 664
第四章 透射式电子显微镜 668
第一节 一般结构 668
第二节 透射电镜中像的形成及反差 669
第三节 透射电镜的分辨率 677
第五章 扫描电子显微镜 681
第一节 工作原理及结构简述 681
第二节 扫描电镜中各种信息的产生——电子束与样品的相互作用 684
第六章 电子显微镜的发展 697
第一节 超高压电镜 698
第二节 扫描透射电镜 701
第三节 场离子显微镜 707
第四节 扫描离子显微镜 715
第七章 电子探针 720
第一节 概述 720
第二节 X射线的产生 721
第三节 X射线的吸收及荧光 727
第四节 波长谱仪 730
第五节 能量谱仪 744
第六节 电子探针的应用 749
第八章 俄歇电子谱仪 752
第一节 俄歇电子谱仪简介 752
第二节 俄歇效应和俄歇电子谱 754
第三节 电子枪 761
第四节 分析器 763
第五节 探测器 767
第六节 扫描俄歇谱仪 769
第五篇 光学仪器装配与调整新工艺新技术 777
第一章 概述 777
第一节 光学仪器的分类及其装配要求 777
第二节 光学仪器装配与调整的基本概念 777
第三节 光学仪器装配的一般工艺过程 779
第四节 装配误差对产品质量的影响 783
第五节 装配工艺对结构设计的要求 784
第六节 例行试验 789
第二章 装配尺寸链 793
第一节 装配尺寸链的基本概念 793
第二节 装配尺寸链计算的基本方法 795
第三节 不同装配方法的尺寸链计算 814
第三章 光学调整原理 828
第一节 概述 828
第二节 成象光束方向误差和成象点位置误差 829
第三节 透镜位移对成象的影响 831
第四节 平面反射镜、反射棱镜的位移对成象光束的影响 834
第五节 应用于光学调整的作图法和向量法 860
第四章 典型光学仪器部件装配新工艺新技术 868
第一节 支承的装配 868
第二节 导轨的装配 871
第三节 齿啮合传动机构的装配 873
第四节 螺旋传动机构的装配 878
第五节 水准器的装配 880
第六节 物镜的装配 882
第七节 反射镜、棱镜的装配 893
第八节 度盘的装配 897
第九节 平行光管的装配 900
第十节 激光器的装配 907
第五章 光学仪器的调整新工艺新技术 911
第一节 双筒望远镜的调整 911
第二节 经纬仪的调整 924
第三节 显微镜的调整 943
第四节 光谱仪器的调整 965
第五节 干涉仪的调整 975
第六篇 光学仪器检校新工艺新技术 989
第一章 光学仪器理论中的矩阵方法 989
第一节 反射定律的矢量式和矩阵式 989
第二节 矢量旋转公式 993
第三节 坐标旋转公式 997
第四节 棱镜成像公式 999
第五节 透镜成像公式 1017
第二章 光学零件微动理论 1024
第一节 棱镜微量转动对物像的影响 1024
第二节 平行光路中棱镜调整公式 1028
第三节 会聚光路中棱镜调整公式 1039
第四节 光学系统中棱镜调整公式的应用 1052
第五节 透镜系统的调整公式 1059
第三章 光学仪器基本光学性能的检校 1071
第一节 视度的检校 1071
第二节 视差的检校 1081
第三节 放大率的检校 1091
第四节 出瞳和眼点距离的检验 1113
第五节 光瞳切割与视场残缺的检校 1117
第六节 像面偏、像倾斜和分划倾斜的检校 1122
第七节 望远系统分辨率与像质检验 1131
第四章 双眼仪器光轴不平行的检校 1136
第一节 双眼仪器光轴平行性的概念 1136
第二节 光轴不平行性的检查 1139
第三节 铰链式双眼仪器光轴的检校 1143
第四节 目镜筒回转的双眼仪器光轴检校 1172
第五章 测角仪器三轴误差的检校 1187
第一节 概述 1187
第二节 测角仪器三轴误差的普遍公式 1191
第三节 瞄准镜管回转的测角仪器 1203
第四节 头部反射镜俯仰的测角仪器 1220
第五节 周视型测角仪器 1234
第七篇 光学仪器信号转换新技术 1257
第一章 机电信号转换新技术 1257
第一节 精密电位器 1257
第二节 电感传感器 1290
第二章 光电信号转换新技术 1310
第一节 光电传感器 1310
第二节 光栅与读数装置 1371
第三章 模拟与数字转换新技术 1396
第一节 并行数字—模拟转换器 1396
第二节 串行数字—模拟转换器 1408
第八篇 光学机械仪器设计 1431
第一章 光学机械仪器的基本要求 1431
第一节 光学机械仪器的一般要求 1431
第二节 生产方式对仪器结构的要求 1432
第三节 仪器制造和验收的典型技术要求 1432
第四节 热带气候条件下仪器的要求 1433
第五节 结构可靠性 1435
第六节 影响仪器成本的因素 1435
第二章 设计新仪器的工作步骤 1437
第一节 科学研究工作 1437
第二节 设计试制工作 1437
第三章 研制工作的主要阶段 1439
第一节 技术任务书 1439
第二节 技术建议书及其编制 1439
第三节 草图设计 1440
第四节 技术设计 1445
第五节 工作文件的编制 1445
第六节 样机的试制 1446
第七节 样机的测试 1446
第四章 仪器布局 1448
第一节 光学系统图——光学机械仪器布局的基础 1448
第二节 主要的设计基准的选择，光学零件和系统的安排 1448
第三节 布局的一般原则和方法 1449
第四节 结构工艺性 1451
第五节 电源、控制和自动化等装置的布局 1451
第六节 总图的编制 1452
第七节 关于布局的几个实例 1453
第五章 零件工作图的编制 1456
第一节 工作图编制的一般说明和设计文件统一制的要求 1456
第二节 基准的概念 1456
第三节 零件图的尺寸标注 1457
第四节 合理标注尺寸 1458
第五节 公差与配合的选择 1461
第六节 表面形状和位置的极限偏差在图纸中的表示方法 1465
第七节 表面不平度在图纸上的表示法 1467
第八节 零件材料选择的一般方法 1468
第九节 零件的涂层和热处理 1469
第六章 典型的球面光学零件的设计和计算 1471
第一节 透镜的类型和结构参数 1471
第二节 透镜工作图的编制 1477
第三节 透镜的固定方法 1482
第四节 用辊边法固定透镜 1482
第五节 用压圈固定透镜 1486
第六节 固定透镜的其他方法 1490
第七章 典型的棱镜、反射镜、平面零件的设计和计算 1493
第一节 棱镜的类型和用途 1493
第二节 棱镜的结构参数 1493
第三节 棱镜的制造公差 1495
第四节 棱镜工作图的编制 1497
第五节 棱镜的固定 1497
第六节 光楔的固定 1504
第七节 反射镜及其结构参数 1506
第八节 反射镜工作图的编制 1508
第九节 反射镜的固定 1510
第十节 平行平板零件 1512
第十一节 纤维光学零件 1515
第十二节 带有棱镜和反射镜的光学部件的设计 1516
第八章 目镜设计 1530
第一节 目镜类型与结构选择 1530
第二节 望远系统目镜设计 1531
第三节 视度圈刻度和目镜螺纹的计算 1534
第四节 显微镜目镜 1535
第五节 分划板和标尺 1536
第六节 分划板的固定方法 1538
第七节 护眼罩和护额罩 1540
第九章 物镜和聚光镜的设计 1543
第一节 望远镜系统的物镜 1543
第二节 照相物镜 1547
第三节 变焦距系统 1551
第四节 折反射物镜 1551
第五节 可变光阑的结构和计算 1554
第六节 测距分度的计算 1556
第七节 显微物镜的结构特性 1559
第八节 大型天文物镜的结构特性 1560
第九节 聚光镜设计 1561
第九篇 光学冷加工新工艺新技术 1567
第一章 开料新工艺新技术 1567
第一节 手工切割 1567
第二节 外圆切割机切割 1568
第三节 内圆切割机切割 1570
第四节 静压切割 1570
第五节 毛玻璃板划切 1571
第六节 窗玻璃划圆 1572
第二章 磨外圆新工艺新技术 1573
第一节 手工滚圆 1573
第二节 机器磨外圆 1574
第三节 外圆加工余量及公差 1578
第四节 外圆加工常见的问题 1579
第三章 粗磨平面加工新工艺新技术 1580
第一节 散粒磨料多片加工 1580
第二节 散粒磨料单件加工 1581
第三节 环形工件加工 1581
第四节 双面加工 1582
第五节 铣磨加工 1582
第六节 粗磨平面疵病产生原因 1586
第四章 粗磨棱镜及斜面加工新工艺新技术 1587
第一节 夹模 1587
第二节 平模 1587
第三节 铣磨棱镜 1587
第四节 磨斜面 1588
第五节 磨椭圆反射镜斜面 1588
第五章 粗磨球面加工新工艺新技术 1589
第一节 单件手工加工 1589
第二节 沟槽模加工 1590
第三节 整盘粗磨球面 1590
第四节 铣磨球面 1591
第五节 铣磨冷却液 1598
第六节 铣磨中常见的问题 1599
第七节 面形检验 1599
第八节 砂轮轴倾斜角α表 1600
第六章 打孔新工艺新技术 1626
第一节 硬质合金钻头 1626
第二节 空心钻头 1626
第三节 金刚石空心钻头 1628
第四节 台钻打孔 1628
第五节 超声波打孔 1629
第六节 打孔余量 1629
第七节 打孔常见的问题 1630
第七章 铣槽及磨圆弧加工新工艺新技术 1631
第一节 铣槽 1631
第二节 铣刀 1632
第三节 磨圆弧 1632
第八章 粗磨加工余量及公差 1635
第一节 粗磨余量 1635
第二节 开球面余量 1635
第三节 粗磨尺寸公差 1636
第九章 上盘新工艺新技术 1637
第一节 平行平面上盘 1637
第二节 透镜上盘 1640
第三节 棱镜上盘 1642
第十章 散粒磨料细磨（精磨） 1647
第一节 细磨抛光机 1647
第二节 磨料 1648
第三节 模具 1649
第四节 注意事项 1649
第五节 常见疵病产生原因及克服办法 1649
第十一章 固着磨料精磨新工艺新技术 1651
第一节 机床 1651
第二节 精磨片 1651
第三节 磨盘 1653
第四节 冷却液 1660
第五节 主要工艺参数 1660
第六节 常见疵病产生原因及克服办法 1662
第十二章 平面摆动式抛光新工艺新技术 1664
第一节 抛光机 1664
第二节 抛光辅料 1664
第三节 抛光模 1665
第四节 修改光圈要领 1667
第五节 常见疵病产生原因及克服办法 1667
第六节 平行薄片的双面抛光 1670
第七节 环形抛光模抛光 1672
第十三章 固着磨料抛光新工艺新技术 1673
第一节 抛光机 1673
第二节 抛光片 1673
第三节 抛光模 1673
第四节 冷却液 1674
第五节 主要工艺参数 1674
第六节 常见疵病产生原因及克服办法 1675
第七节 国内首批生产线加工透镜技术要求和加工指标 1677
第十四章 光学冷加工新工艺新技术 1678
第一节 下盘和清洗 1678
第二节 定心和磨边 1680
第三节 样板制造 1692
第四节 非球面加工 1697
第五节 晶体加工 1716
第六节 光学零件的复制 1732