工程光學(xué)

上篇　應(yīng)用光學(xué)

第1章 幾何光學(xué)的基本定律與成像概念

1.1　幾何光學(xué)的基本概念

1.2 幾何光學(xué)的基本定律及可逆性原理

1.2.1　幾何光學(xué)的基本定律

1.2.2　全反射

1.2.3　光路的可逆性原理

1.3　費(fèi)馬原理

1.4　成像的概念

1.4.1　光學(xué)系統(tǒng)的基本概念

1.4.2　物和像的概念

第2章　球面和球面系統(tǒng)

2.1　光線經(jīng)單個(gè)折射球面的折射

2.1.1　符號(hào)規(guī)則

2.1.2　光線經(jīng)單個(gè)折射球面的實(shí)際光路的計(jì)算公式

2.1.3　光線經(jīng)單個(gè)折射球面的近軸光路的計(jì)算公式

2.2　單個(gè)折射球面成像放大率及拉赫不變量

2.2.1　垂軸放大率

2.2.2　軸向放大率

2.2.3　角放大率

2.2.4　三種放大率之間的關(guān)系

2.2.5　拉赫不變量J

2.3　共軸球面系統(tǒng)

2.3.1　轉(zhuǎn)面公式

2.3.2　共軸球面系統(tǒng)的拉赫公式

2.3.3　共軸球面系統(tǒng)的放大率公式

2.1　球面反射鏡

2.4.1 球面反射鏡的物像位置公式

2.4.2　球面反射鏡的成像放大率　

2.4.3　球面反射鏡的拉赫不變量

第3章　理想光學(xué)系統(tǒng)

3.1　理想光學(xué)系統(tǒng)的基本特性

3.2　理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面

3.3　理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系式

3.3.1 牛頓公式

3.3.2　高斯公式

3.4 理想光學(xué)系統(tǒng)兩焦距之間的關(guān)系及拉赫公式

3.4.1 理想光學(xué)系統(tǒng)兩焦距之間的關(guān)系

3.4.2　理想光學(xué)系統(tǒng)的拉赫公式

3.5 理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率

3.5.1　垂軸放大率

3.5.2　軸向放大率

3.5.3　角放大率

3.5.4　三種放大率之間的關(guān)系

3.6　光學(xué)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)和節(jié)平面

3.7　光學(xué)系統(tǒng)的圖解求像

3.8　光學(xué)系統(tǒng)的光焦度

3.9　理想光學(xué)系統(tǒng)的組合

3.9.1　雙光組組合

3.9.2　多光組組合

3.10　透鏡與薄透鏡

3.10.1　單個(gè)折射球面的基點(diǎn)和基面

3.10.2　透鏡的基點(diǎn)和基面

3.10.3　薄透鏡

3.10.4　實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)基本量的計(jì)算

第4章 平面與平面系統(tǒng)

4.1　平面反射鏡

4.1.1　單平面鏡成像

4.1.2　雙平面鏡成像

4.2　平行平板

4.3　反射棱鏡

4.3.1　反射棱鏡的分類

4.3.2　反射棱鏡的展開(kāi)

4.3.3　反射棱鏡成像方向的判定

4.4　折射棱鏡

4.5　光楔

第5章 光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制

5.1　光闌及其作用

5.2　孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳

5.3　視場(chǎng)光闌、入射窗和出射窗

5.4　光學(xué)系統(tǒng)的景深

5.5　遠(yuǎn)心光路

第6章　光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)

6.1 輻射量和光學(xué)量及其之間的關(guān)系

6.1.1　輻射量

6.1.2　光學(xué)量

6.1.3 光譜光視效率及光學(xué)量和輻射量之間的關(guān)系

6.2　光傳播過(guò)程中光學(xué)量的變化規(guī)律

……

第7章　光線的光路計(jì)算及像差

第8章　典型光學(xué)系統(tǒng)

第9章　光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)和像差容限

下篇　波動(dòng)光學(xué)

第10章　波動(dòng)光學(xué)通論

第11章　光的干涉理論及其應(yīng)用　

第12章　光的衍射理論及其應(yīng)用

第13章　光在晶體中的傳播

參考文獻(xiàn)

本書(shū)以儀器儀表類專業(yè)的工程訓(xùn)練要求為起點(diǎn)，從光學(xué)理論的技術(shù)應(yīng)用角度，系統(tǒng)地介紹了應(yīng)用光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的基本思想、理論基礎(chǔ)、概念要點(diǎn)及其近代發(fā)展情況。

全書(shū)分為上、下兩篇，共13章。上篇為應(yīng)用光學(xué)，共9章，以光在介質(zhì)中的成像規(guī)律及光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)為主線，內(nèi)容包括幾何光學(xué)的基本定律與成像概念、球面和球面系統(tǒng)、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面與平面系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制、光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)、光線的光路計(jì)算及像差、典型光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)和像差容限；下篇為波動(dòng)光學(xué)，共4章，以光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律為主線，內(nèi)容包括波動(dòng)光學(xué)通論、光的干涉理論及其應(yīng)用、光的衍射理論及其應(yīng)用以及光在晶體中的傳播。

本書(shū)既可作為高等學(xué)校儀器儀表及自動(dòng)化類專業(yè)本科生的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

《工程光學(xué)》在注重論述光學(xué)基本原理的同時(shí)，結(jié)合工程實(shí)際，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)可較全面掌握光學(xué)基本理論和實(shí)際應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握工程光學(xué)的基本理論、計(jì)算，學(xué)會(huì)分析、設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)；培養(yǎng)學(xué)生在掌握經(jīng)典光學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)原理及成像特性有更進(jìn)上步識(shí)，為進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)光學(xué)測(cè)試儀器打下基礎(chǔ)。本課程是應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)類課程，主要涉及光學(xué)應(yīng)用的基本理論、計(jì)算、設(shè)計(jì)，要求學(xué)生掌握以下方面內(nèi)容：

（一）、幾何光學(xué)的基本定律、高斯光學(xué)原理；

（二）、學(xué)會(huì)應(yīng)用光線追跡方法進(jìn)行光路分析、像差計(jì)算；

（三）、掌握典型光學(xué)系統(tǒng)（放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、攝像/投影）的特性；

（四）、掌握現(xiàn)代光學(xué)有關(guān)知識(shí)（傅里葉變換光學(xué)、激光光學(xué)、光纖光學(xué)、掃描光學(xué)及光電光學(xué)等）。

《物理光學(xué)》作為測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)的學(xué)科類方向性課程，主要研究光的產(chǎn)生傳輸、光信號(hào)處理以及光與物質(zhì)相互作用等問(wèn)題。本課程的目的在于：學(xué)生完成學(xué)習(xí)后，在較全面的掌握傳統(tǒng)物理光學(xué)和現(xiàn)代光學(xué)的基本理論的同時(shí)，能緊密結(jié)合工程實(shí)際了解其實(shí)際應(yīng)用，適應(yīng)現(xiàn)代光電子技術(shù)、光通信技術(shù)等廣泛應(yīng)用的需求。從而使測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)的學(xué)生能將光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等知識(shí)有機(jī)地結(jié)合在一起，掌握全面的學(xué)科知識(shí)，為以后從事光學(xué)和光電技術(shù)、儀器儀表技術(shù)和精密計(jì)量及檢測(cè)技術(shù)等方面工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，要求學(xué)生理論密切聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)安排的實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力?；疽笫牵赫莆瘴锢砉鈱W(xué)和現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，緊密結(jié)合工程實(shí)際了解其實(shí)際應(yīng)用，具備一定的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。

《工程光學(xué)》是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，是在第1版的基礎(chǔ)上修訂而成的。

《工程光學(xué)》分幾何光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)(上篇)和物理光學(xué)(下篇)兩篇，系統(tǒng)地介紹了工程光學(xué)的基本原理、方法和應(yīng)用。上篇共十章，包括幾何光學(xué)的基本定律和成像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面與平面系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制、光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)、光線的光路計(jì)算及像差理論、典型光學(xué)系統(tǒng)、現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)和像差公差、光學(xué)設(shè)計(jì)(新增加的一章)，下篇共七章，包括光的電磁理論基礎(chǔ)、光的干涉和干涉系統(tǒng)、光的衍射、傅里葉光學(xué)、光的偏振和晶體光學(xué)基礎(chǔ)、導(dǎo)波光學(xué)基礎(chǔ)、光子學(xué)基礎(chǔ)(新增加的一章)，刪去了光的量子性和激光基礎(chǔ)一章。上篇還增加了光闌、像差特征曲線及分析、變焦距光學(xué)系統(tǒng)、現(xiàn)代光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中的各種像質(zhì)評(píng)價(jià)方法等內(nèi)容。下篇增加了光傳播時(shí)的吸收、色散和散射，液晶、近場(chǎng)光學(xué)、二元光學(xué)、光調(diào)制、光存儲(chǔ)、光子通信和光子晶體的內(nèi)容。