绪论 1
第一章 光波的基本性质 5
1-1 电磁场基本方程 5
1-1-1 麦克斯韦方程 5
1-1-2 物质方程 6
1-1-3 电磁场的能量定律 6
1-1-4 波动方程 7
1-2 标量波 7
1-2-1 平面波 7
1-2-3 谐波 10
1-2-2 球面波 10
1-2-4 相速度和群速度 12
1-3 矢量波 15
1-3-1 一般的电磁平面波 15
1-3-2 谐电磁平面波 17
1-3-3 椭圆偏振光各参量之间的关系 20
1-4 复杂波的傅里叶分析 23
1-4-1 傅里叶级数和傅里叶变换 23
1-4-2 三种波的傅里叶变换 27
1-5 平面波的反射和折射 31
1-5-1 边界条件 31
1-5-2 反射定律和折射定律 34
1-5-3 菲涅耳公式 36
1-5-4 反射率和透射率 40
1-5-5 反射和折射时的偏振 45
1-5-6 在垂直入射和掠入射情况下反射光的相位跃变 47
1-5-7 线偏振光入射角不为零或π／2时反射光振动面的旋转 50
1-5-8 全反射 50
1-6 多普勒效应 56
第二章 双光束的干涉 68
2-1 两束光的干涉 68
2-1-1 两束光的干涉现象 68
2-1-2 两束光干涉的光强公式 69
2-1-3 光程差和位相差 70
2-1-4 极值光强的条件和条纹间距 72
2-1-5 干涉条纹的光强分布和条纹的可见度 72
2-1-6 原子发光的特点和获得相干光的方法 73
2-2 双缝干涉 76
2-2-1 双缝干涉的光程差和位相差 76
2-2-2 亮暗条纹的位置 77
2-3 驻波 78
2-4 薄板的干涉 80
2-4-1 点光源的干涉 80
2-4-2 使用扩展光源时干涉条纹的定域 82
2-4-3 等倾干涉 83
2-4-4 等厚干涉 87
2-5 迈克耳逊干涉仪及其他干涉仪 93
2-5-1 迈克耳逊干涉仪 93
2-5-2 干涉测长仪 95
2-5-3 特外曼-格林干涉仪 96
2-5-4 其它干涉装置 98
2-6 光源的相干性 99
2-6-1 相干长度和时间相干性 99
2-6-2 相干时间和谱线宽度间的关系 101
2-6-3 空间相干性 103
2-6-4 光源尺寸对干涉效应的影响 106
3-1-1 多束相干光的获得 112
3-1 平行板的多光束干涉条纹 112
第三章 多光束干涉 112
3-1-2 多光束干涉的强度分布 113
3-1-3 干涉条纹的特点 117
3-2 法布里-珀罗干涉仪 118
3-2-1 干涉仪的结构 118
3-2-2 法布里-珀罗干涉仪的特性 119
3-2-3 法布里-珀罗干涉仪应用举例 124
3-3 单层光学膜 126
3-3-1 光学膜的作用 126
3-3-2 单层膜的反射率 127
3-4-1 γ／4膜系多层高反射膜 131
3-4 多层光学膜 131
3-4-2 干涉滤光片 136
3-4-3 冷光镜 138
3-4-4 偏振薄膜 139
3-4-5 光学膜的制备及测量 140
第四章 光的衍射 146
4-1 惠更斯-菲涅耳原理 146
4-1-1 衍射现象的主要特点 146
4-1-2 惠更斯-菲涅耳原理 147
4-2 标量衍射理论基础 150
4-2-1 数学予备知识 150
4-2-2 平面屏幕衍射的基尔霍夫理论 152
4-2-3 平面屏幕衍射的瑞利——索末菲理论 156
4-3 夫琅和菲单缝衍射 158
4-3-1 衍射光强的计算 158
4-3-2 对光强分布公式的分析 161
4-3-3 巴俾涅定理 163
4-4 夫琅和菲圆孔衍射 164
4-4-1 衍射光强的计算 164
4-4-2 理想光学系统的分辨本领 167
4-5 夫琅和菲双缝和多缝衍射 172
4-5-1 双缝的干涉和衍射 172
4-5-2 多缝的干涉和衍射 175
4-6-1 平面衍射光栅 179
4-6 衍射光栅 179
4-6-2 炫耀光栅 184
4-6-3 光栅摄谱仪 186
4-6-4 光栅和法布里-珀罗干涉仪分光性能的比较 188
4-6-5 超声光栅 189
4-7 菲涅耳衍射 194
4-7-1 圆孔衍射 194
4-7-2 圆屏衍射 199
4-7-3 直边衍射 200
4-7-4 波带片 203
4-8-1 什么是全息照相 206
4-8 全息照相 206
4-8-2 全息照相的基本原理 207
4-8-3 全息照相的特点和应用举例 217
第五章 光的吸收、色散和散射 222
5-1 光和物质相互作用的经典理论 222
5-1-1 麦克斯韦电磁理论的困难 222
5-1-2 谐振子的自由振动 223
5-1-3 谐振子的阻尼振动 225
5-1-4 谐振子的受迫振动 227
5-1-5 折射率和极化率 228
5-2-1 一般吸收和选择吸收 230
5-2 光的吸收 230
5-2-3 固体和液体的吸收 233
5-2-2 气体的吸收 233
5-3 光的色散 234
5-3-1 正常色散 234
5-3-2 反常色散 236
5-3-3 色散现象的解释 237
5-4 光的散射 238
5-4-1 光的散射现象 238
5-4-2 分子散射的特点 239
5-4-3 米氏散射的特点 242
6-1-1 张量 244
第六章 晶体光学 244
6-1 光学各向异性性质 244
6-1-2 各向异性媒质的介电张量 247
6-2 单色平面电磁波在各向异性晶体中的结构 249
6-2-1 各向异性晶体中的电磁场方程 249
6-2-2 单色平面电磁波在晶体中的结构 252
6-3 晶体光学特性的几何表示 257
6-3-1 折射率椭球(光率体) 257
6-3-2 折射率曲面和波矢曲面 267
6-3-3 射线曲面-波面 271
6-4-1 光在晶体中的双折射和双反射现象-惠更斯作图法 272
6-4 平面光波在晶体表面上的反射和折射 272
6-4-2 光在各向异性媒质界面上的反射定律和折射定律 274
6-4-3 斯涅耳作图法 275
6-4-4 单轴晶体双折射的几个特例 275
6-4-5 全反射 277
6-5 偏振器和补偿器 278
6-5-1 偏振器 278
6-5-2 补偿器 284
6-6 光通过由双折射片隔开的两个偏振器后的干涉 286
6-6-1 平行光束垂直通过晶片 286
6-6-2 会聚(发散)光束通过晶片 290
6-7-1 晶体定向 296
6-7 晶体定向 主折射率测定色散 温度对折射率的影响 296
6-7-2 主折射率的测定 297
6-7-3 色散 299
6-8 旋光性 301
6-8-1 旋光现象 301
6-8-2 对旋光现象的解释 302
6-8-3 石英晶体中的波面和光的振动形式 304
6-8-4 旋光晶体的双折射 305
第七章 电光效应和磁光效应 311
7-1 引言 311
7-2 克尔效应 312
7-3-1 线性电光系数 313
7-3 线性电光效应-普克尔效应 313
7-3-2 晶体对称性对电光张量对独立分量数目的限制 314
7-4 电光晶体的纵向运用和横向运用 320
7-4-1 KDP类晶体的纵向运用和横向运用 320
7-4-2 LiNbO3晶体的纵向运用和横向运用 329
7-4-3 GaAs类晶体(43m点群)的电光效应 335
7-5 电光效应的应用 338
7-5-1 电光调制 338
7-5-2 电光偏转 340
7-6 近轴电光延迟和近轴调制性能 341
7-7 法拉第效应及其应用 347
Ⅰ-1 二维傅里叶变换 350
附录Ⅰ 傅里叶光学对衍射问题的处理 350
Ⅰ-2 惠更斯-菲涅耳原理的进一步讨论 356
Ⅰ-3 夫琅和菲衍射图样的例子 361
Ⅰ-4 菲涅耳衍射图样的例子 367
附录Ⅱ 结晶学基本知识 370
Ⅱ-1 晶体的格子构造 370
Ⅱ-2 晶体的对称性 372
Ⅱ-3 晶体的分类及其表示法 373
Ⅱ-4 晶体的定向 375
Ⅱ-5 晶体切割实例 382