物理光學導論

前言
引言
0.1　 17世紀前的光學
0.1.1 古希臘人對光的認識
0.1.2 阿拉伯人對光學的貢獻
0.1.3 中世紀的光學
0.1.4　 16世紀——文藝復興的光學
1.2　 17世紀的光學
0.3　 19世紀的光學
0.4 近代光學
0.5 運動物體光學
第l章 電磁場與光傳輸理論基礎(chǔ)
1.1 電磁場理論中的基本定律
1.1.1 電磁場理論中的基本定律與麥克斯韋方程
1.1.2 介質(zhì)性質(zhì)突變處的邊界條件
1.2 電磁場波動方程與簡諧光波
1.2.1 波動方程和光速
1.2.2 平面波和球面波
1.2.3 波函數(shù)的復數(shù)表示與共軛波
1.3 矢量簡諧波與光的偏振
1.3.1 矢量平面波函數(shù)
1.3.2 電磁場的能量密度和能流密度
1.3.3 光的偏振性質(zhì)
1.4 光子與電磁場譜
1.4.1 光子
1.4.2 電磁波譜
1.5 光波在介質(zhì)界面的傳播
1.5.1 介質(zhì)界面的電磁波
1.5.2 菲涅耳公式
1.5.3 光強的反射率和透射率
1.5.4 界面反射光的相位變化
習題
第2章 光的干涉
2.1 光波干涉的基本概念
2.1.1 波的疊加原理
2.1.2 波疊加實現(xiàn)相干的基本條件
2.1.3 干涉場的襯比度
2.2 分波前干涉
2.2.1 普通光源實現(xiàn)相干疊加的方法
2.2.2 楊氏雙孔干涉實驗：兩個球面波的干涉
2.2.3 光源寬度對干涉場襯比度的影響
2.2.4 光場的空間相干性
2.2.5 光場的時間相干性
2.2.6分波前干涉裝置及其應用
2.3 分振幅干涉
2.3.1 平行平板的等傾干涉
2.3.2 楔形板的等厚干涉
2.3.3 幾種分振幅干涉儀及其應用
2.4 多光束干涉
2.4.1 平行平板的反射多光束干涉和透射多光束干涉
2.4.2 法布里一珀羅干涉儀及其特點
2.4.3 多光束干涉的應用
習題
第3章 光的衍射理論基礎(chǔ)
3.1 惠更斯-菲涅耳原理
3.1.1 惠更斯原理
3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理
3.2 基爾霍夫衍射理論簡介
3.2.1 亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理
3.2.2 平面屏衍射的基爾霍夫公式
3.2.3 巴比涅原理
3.3 近場衍射和遠場衍射
3.3.1 球面波的傍軸近似和遠場近似式
3.3.2 近場衍射——菲涅耳衍射
3.3.3 遠場衍射——夫瑯禾費衍射
3.4 單縫和矩孔的夫瑯禾費衍射
3.4.1 單縫夫瑯禾費衍射
3.4.2 矩孔夫瑯禾費衍射
3.5 圓孔夫瑯禾費衍射與成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)
3.5.1 圓孔夫瑯禾費衍射
3.5.2 成像儀器的分辨本領(lǐng)
3.6 光柵衍射
3.6.1 位移-相移定理
3.6.2 一維光柵
3.6.3 光柵光譜儀
3.6.4 閃耀光柵
3.7 菲涅耳衍射
3.7.1 菲涅耳衍射的波帶方法
3.7.2 菲涅耳波帶片
3.7.3 菲涅耳衍射的數(shù)值分析
習題
第4章 傅里葉光學基礎(chǔ)
4.1 線性系統(tǒng)與波前變換
4.1.1 線性系統(tǒng)與線性變換
4.1.2 衍射系統(tǒng)與波前變換
4.2 薄透鏡相位變換器與傅里葉光學變換
4.2.1 薄透鏡的相位變換函數(shù)
4.2.2 透鏡衍射的傅里葉變換性質(zhì)
4.2.3 余弦光柵的衍射場
4.3 阿貝成像原理與空間濾波
4.3.1 阿貝成像原理
4.3.2 阿貝一波特實驗與空間濾波
4.3.3 策尼克相襯顯微鏡
4.4 相干光信息處理簡例
4.4.1　 4F圖像處理系統(tǒng)
4.4.2 圖像的相加和相減處理方法
4.5 透鏡相干成像的衍射分析
4.5.1 正透鏡的點擴展函數(shù)
4.5.2 物像關(guān)系的衍射理論分析
4.5.3 相干成像系統(tǒng)的光學傳遞函數(shù)
4.6 非相干成像系統(tǒng)的頻譜分析
4.6.1 非相干成像系統(tǒng)的強度傳遞函數(shù)
4.6.2 無像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
4.6.3 像差對成像系統(tǒng)的影響
4.7 光學全息
4.7.1 全息術(shù)的基本原理
4.7.2 典型全息圖
4.7.3 全息圖應用簡介
習題
第5章 晶體光學
5.1 晶體雙折射
5.1.1 雙折射現(xiàn)象
5.1.2 單軸晶體中的波面
5.1.3 晶體中的惠更斯作圖法
5.1.4 晶體雙折射的四個重要情形
5.2 晶體光學器件
5.2.1 晶體偏振器
5.2.2 波晶片
5.2.3 晶體補償器
5.3 圓偏振光、橢圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗
5.3.1 通過波晶片后的偏振態(tài)分析
5.3.2 橢圓偏振光和圓偏振光的產(chǎn)生
5.3.3 偏振光的檢驗方法
5.4 偏振光干涉
5.4.1 單色偏振光干涉
5.4.2 顯色偏振與偏振濾光器
5.4.3 偏振光的應用
5.5 旋光效應
5.5.1 自然旋光效應
5.5.2 法拉第效應——磁致旋光效應
5.5.3 旋光效應的應用
5.6電光效應
5.6.1 泡克耳斯效應——線性電光效應
5.6.2 克爾效應——平方電光效應
習題
第6章 光的吸收、色散和散射
6.1 介質(zhì)對光的吸收
6.1.1 朗伯吸收定律
6.1.2 比爾吸收定律
6.1.3 對吸收系數(shù)的進一步說明
6.1.4 吸收光譜
6.2 介質(zhì)對光的色散
6.2.1 正常色散和反常色散
6.2.2 色散和吸收現(xiàn)象的經(jīng)典理論解釋
6.2.3 波包的相速度和群速度
6.3 介質(zhì)對光的散射
6.3.1 散射現(xiàn)象
6.3.2 瑞利散射
6.3.3 米氏散射
6.3.4 拉曼散射
習題
參考文獻
附錄A 矢量分析
附錄B 傅里葉變換