第1章 绪论 1
1.1光学发展简史 2
1.2本书的内容和知识框图 7
第2章 几何光学基本原理 9
2.1几何光学的基本定律 10
2.1.1光线、光波与波面 10
2.1.2几何光学的基本定律 11
2.1.3费马原理——光线传播的普遍规律 12
2.2物、像的基本概念和完善成像条件 13
2.3单折射球面成像 14
2.3.1符号法则 14
2.3.2单个折射球面的光路计算公式 15
2.3.3近轴光线的光路计算 16
2.3.4单折射球面成像特性 17
2.3.5近轴条件下球面反射镜的物像关系 18
2.4折射球面成像系统 19
2.5理想光学系统 21
2.5.1理想光学系统基本概念 21
2.5.2理想光学系统的物像关系 22
2.5.3透镜成像 29
2.6平面反射镜与反射棱镜 29
2.6.1平面反射镜 30
2.6.2反射棱镜 31
2.7例题解析 36
习题 40
第3章 光阑及像差 44
3.1光阑 45
3.1.1光阑的分类 45
3.1.2孔径光阑、入瞳及出瞳 45
3.1.3视场光阑、入射窗和出射窗 47
3.1.4渐晕光阑 47
3.1.5远心光路 48
3.2光学系统的景深 49
3.3像差概述 51
3.3.1轴上点球差 52
3.3.2单色光轴外像差 53
3.4例题解析 60
习题 61
第4章 典型光学仪器的基本原理 63
4.1眼睛 64
4.1.1人眼构造 64
4.1.2眼睛的调节 65
4.1.3眼睛的缺陷和矫正 66
4.1.4眼睛的分辨率 67
4.1.5眼睛的对准 67
4.2放大镜 67
4.2.1放大镜的视觉放大率 67
4.2.2放大镜的光束限制和线视场 68
4.3显微镜系统 69
4.3.1显微镜的视觉放大率 69
4.3.2显微镜的分辨率 70
4.3.3显微镜的线视场 70
4.3.4工作距离 71
4.3.5显微镜的照明 71
4.4望远镜系统 72
4.4.1望远镜系统的结构 72
4.4.2望远镜系统的分辨率及有效放大率 73
4.4.3视场 74
4.5例题解析 75
习题 79
第5章 物理光学基础 81
5.1光波的电磁理论描述 82
5.1.1光波的电磁特性 82
5.1.2光波的波动方程 85
5.1.3平面单色光波解 85
5.1.4平面波的性质 86
5.1.5球面波和柱面波 87
5.1.6群速度和相速度 88
5.2光的反射和折射的波动描述 89
5.2.1光在两电介质分界面上的反射和折射 89
5.2.2菲涅尔公式 90
5.2.3反射波和透射波的性质 92
5.3例题解析 96
习题 98
第6章 光波的干涉 100
6.1光波干涉的条件 101
6.1.1光波的叠加 101
6.1.2光波的干涉条件 102
6.2分波面干涉 103
6.3影响双光束干涉条纹清晰度的因素 106
6.3.1两相干光波的振幅比对条纹对比度的影响 106
6.3.2光源宽度对条纹对比度的影响及空间相干性 106
6.3.3光源的非单色性对条纹对比度的影响和时间相干性 108
6.4分振幅双光束干涉 109
6.4.1平行平板双光束等倾干涉 110
6.4.2楔形平板双光束等厚干涉 111
6.5典型双光束干涉系统及应用 113
6.5.1迈克尔逊干涉仪 113
6.5.2菲索干涉仪 114
6.5.3泰曼-格林干涉仪 115
6.5.4马赫-曾德干涉仪 116
6.5.5傅里叶变换光谱仪 117
6.6多光束干涉及应用 117
6.6.1平行平板的多光束干涉 117
6.6.2多光束干涉仪 119
6.7例题解析 121
习题 124
第7章 光波的衍射 128
7.1惠更斯—菲涅尔原理 129
7.2基尔霍夫衍射理论与索末菲衍射理论 130
7.3菲涅尔衍射和夫琅和费衍射 131
7.4典型孔径的夫琅和费衍射 133
7.5矩形孔径和单缝夫琅和费衍射 134
7.6圆形孔径的夫琅和费衍射 136
7.7多缝的夫琅和费衍射 137
7.8衍射光栅 140
7.8.1光栅的色散 141
7.8.2光栅的光谱分辨本领 141
7.8.3光栅的自由光谱范围 142
7.9光学成像系统的分辨本领 143
7.10菲涅尔衍射 147
7.11干涉和衍射的区别和联系 150
7.12例题解析 150
习题 154
第8章 光的偏振与晶体光学基础 158
8.1偏振光概述 159
8.1.1偏振光和自然光 159
8.1.2从自然光获得偏振光的方法 162
8.1.3马吕斯定律和消光比 164
8.2晶体的双折射 164
8.3双折射的电磁理论 166
8.3.1晶体的各向异性与介电张量 166
8.3.2单色平面波在晶体中的传播 168
8.4晶体光学性质的图形表示 172
8.4.1折射率椭球 172
8.4.2折射率面和波矢面 174
8.4.3法线面 176
8.4.4光线面 177
8.5平面光波在晶体表面的反射和折射 178
8.5.1光在晶体表面的折射和反射定律 178
8.5.2光在单轴晶体中传播方向的确定 179
8.6晶体偏振器件 182
8.6.1偏振棱镜 182
8.6.2波片 184
8.6.3补偿器 186
8.7偏振的琼斯矢量表示 187
8.7.1琼斯矢量 187
8.7.2偏振态的琼斯矢量表示 187
8.7.3偏振器件的琼斯矩阵表示 189
8.8偏振光的干涉 192
8.8.1平行光的偏光干涉 192
8.8.2会聚偏振光的干涉 195
8.9晶体的电光、磁光和声光效应及旋光性 197
8.9.1电光效应 197
8.9.2磁光效应 205
8.9.3声光效应 210
8.10例题解析 215
习题 223
第9章 傅里叶光学及全息术 227
9.1平面波的复振幅分布和空间频率 228
9.2透镜的傅里叶变换性质和成像性质 230
9.2.1透镜的相位变换作用 230
9.2.2透镜的傅里叶变换性质 232
9.2.3透镜的成像性质 235
9.3相干成像系统及相干传递函数 236
9.4非相干成像系统及光学传递函数 237
9.4.1非相干成像系统的光学传递函数（OTF） 237
9.4.2衍射受限系统的OTF 238
9.5阿贝成像理论与波特实验 240
9.5.1阿贝成像理论 240
9.5.2波特实验 240
9.5.3空间频谱滤波系统 242
9.5.4空间滤波的傅里叶分析 243
9.5.5滤波器的种类及应用举例 245
9.5.6空间滤波的应用 246
9.6全息术 247
9.6.1波前记录 248
9.6.2波前再现 249
9.7例题解析 251
习题 253
第10章 光的度量、吸收、散射和色散 255
10.1辐射度量与光度量 256
10.1.1辐射度量 256
10.1.2光度量 257
10.1.3光视效率 259
10.1.4颜色与视觉 260
10.2光的吸收 262
10.2.1吸收定律 262
10.2.2吸收光谱 263
10.3光的色散 264
10.4光的散射 266
10.4.1瑞利散射 267
10.4.2米氏散射 267
10.4.3分子散射 268
10.4.4拉曼散射 269
10.5例题解析 270
习题 272