近代光學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《近代光學(xué)基礎(chǔ)》講述了激光的出現(xiàn)和發(fā)展使光學(xué)的面貌發(fā)生了極其深刻的變化，相繼出現(xiàn)了許多新的學(xué)科分支和新興技術(shù)，為了適應(yīng)光學(xué)學(xué)科這樣的變化和發(fā)展，作者在多年教學(xué)和研究的基礎(chǔ)上，精選了部分相干光理論、標(biāo)量衍射、傅里葉光學(xué)、光全息術(shù)、晶體光學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)和非線性光學(xué)等內(nèi)容編輯成該書，主要對基奪概念和物理圖像進行了較系統(tǒng)和深入的分析，論述淺顯易懂。由于光學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工程技術(shù)聯(lián)系密切，所以書中編入了一些重要實驗和應(yīng)用技術(shù)。
　　該書適用于高等院校有關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書，也可供光學(xué)科技工作者參考。

書籍目錄

第一章 部分相干光理論
§1.1 非單色光的干涉條紋
§1.2 光源線度對于干涉條紋的影響
§1.3 干涉條紋清晰程度的表述
§1.4 互相干函數(shù)
1.4.1 干涉現(xiàn)象的進一步討論
1.4.2 互相干函數(shù)
§1.5 準(zhǔn)簟色光的干涉
§1.6 擴展準(zhǔn)單色光源光場的互強度和相干度錫突耳特－柴爾尼克定理
§1.7 互相干函數(shù)的傳播
§1.8 互相干函數(shù)的測量
1.8.1 楊氏干涉法
1.8.2 剪切干涉法
1.8.3 像面法
§1.9 強度干涉儀和光場的高階相干性
§1.10 光場的偏振特性
習(xí)題
第二章 標(biāo)量衍射理論
§2.1 瑞利一索末菲的衍射理論
2.1.1 相幅矢量
2.1.2 亥姆霍茲方程
2.1.3 格林定理
2.1.4 平面屏幕衍射的瑞利一索末菲理論
2.1.5 菲涅耳衍射公式
2.1.6 惠更斯一菲涅耳原理
§2.2 非單色波的瑞利一索末菲衍射理論
§2.3 菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射
2.3.1 菲涅耳近似
3.3.2 夫瑯禾費近似
§2.4 夫瑯禾費衍射圖樣的例子
§2.5 菲涅耳衍射圖樣的例子
§2.6 邊界衍射理論
§2.7 衍射的角譜處理
§2.8 光被超聲波衍射
§2.9 近場衍射
習(xí)題二
第三章 傅里葉光學(xué)
§3.1 薄透鏡的相位變換作用
§3.2 透鏡的傅里葉變換性質(zhì)
3.2.1 物體緊貼透鏡放置
3.2.2 物體放在透鏡前方d處
3.2.3 物體位于透鏡右方處
3.2.4 光學(xué)傅里葉變換的性質(zhì)
§3.3 光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系
§3.4 光學(xué)成像系統(tǒng)的物像頻譜關(guān)系
3.4.1 相干頻率傳遞函數(shù)
3.4.2 光學(xué)傳遞函數(shù)
3.4.3 成像系統(tǒng)的OTF檢驗
§3.5 空間濾波
3.5.1 相干系統(tǒng)的空間濾波技術(shù)
3.5.2 全息術(shù)濾波器
習(xí)題三
第四章 光全息術(shù)
§4.1 光全息術(shù)原理
4.1.1 光的波前記錄和再現(xiàn)
4.1.2 全息圖的幾何分析
4.1.3 平面全息圖的衍射效率
4.1.4 體積全息圖的衍射效率0
§4.2 全息術(shù)中若干實驗問題
4.2.1 光源的相干性
4.2.2 分辨率與記錄視場的關(guān)系
4.2.3 穩(wěn)定性的考慮
§4.3 全息記錄介質(zhì)
4.3.1 鹵化銀乳膠
4.3.2 重鉻酸鹽明膠
4.3.3 光導(dǎo)熱塑料
4.3.4 光致聚合物
4.3.5 光折變晶體與光致抗蝕劑
§4.4 全息干涉計量
4.4.1 一般的全息干涉法
4.4.2 全息波面剪切干涉計量
4.4.3 外差全息干涉術(shù)
4.4.4 其他全息干涉技術(shù)
§4.5 全息顯示和信息存儲
4.5.1 透射全息和反射全息
4.5.2 像全息和彩虹全息
4.5.3 合成全息圖和印刷復(fù)制全息
4.5.4 數(shù)字像素全息技術(shù)
4.5.5 全息光存儲
§4.6 計算全息
4.6.1 抽樣定理
4.6.2 計算全息圖的制作
4.6.3 相息圖
習(xí)題四
第五章 晶體光學(xué)
§5.1 雙折射現(xiàn)象的實驗規(guī)律
§5.2 各向異性介質(zhì)的折射率橢球
§5.3 晶體中的光線和波法線波面和法線面
§5.4 單軸晶體和雙軸晶體的雙折射
5.4.1 單軸晶體的雙折射
5.4.2 雙軸晶體的雙折射
§5.5 偏振光的干涉
5.5.1 平行偏振光的干涉
5.5.2 會聚偏振光的干涉
§5.6 偏振器、補償器及波片
§5.7 電光效應(yīng)
§5.8 磁光效應(yīng)和聲光效應(yīng)
§5.9 液晶的光學(xué)雙折射性質(zhì)
習(xí)題五
第六章 導(dǎo)波光學(xué)
§6.1 平板波導(dǎo)中的射線光學(xué)
6.1.1 波導(dǎo)模式的基本概念
6.1.2 導(dǎo)模的色散方程
6.1.3 截止頻率和模式數(shù)量
6.1.4 Cmos—H~nchen位移和波導(dǎo)有效厚度
6.1.5 波導(dǎo)損耗
§6.2 二維均勻平面波導(dǎo)的電磁場分析
6.2.1 三層平板波導(dǎo)
6.2.2 四層非對稱平板波導(dǎo)
6.2.3 五層對稱平板波導(dǎo)理論
§6.3 漸變折射隼波導(dǎo)
6.3.1 拋物線型漸變折射率波導(dǎo)
6.3.2 指數(shù)型分布折射率波導(dǎo)
§6.4 矩形介質(zhì)波導(dǎo)
6.4.1 有效折射率法
6.4.2 脊形波導(dǎo)和條形波導(dǎo)
§6.5 波導(dǎo)耦合器與調(diào)制器
6.5.1 波導(dǎo)耦合器
6.5.2 電光波導(dǎo)調(diào)制器
6.5.3 聲光波導(dǎo)調(diào)制器
§6.6 光纖波導(dǎo)
6.6.1 光纖的光線理論
6.6.2 階躍光纖的模式
習(xí)題六
第七章 非線性光學(xué)
§7.1 非線性光學(xué)效應(yīng)的起源
§7.2 非線性光學(xué)極化率
7.2.1 非線性極化率
7.2.2 非線性極化率張量的對稱性
§7.3 光波在非線性介質(zhì)內(nèi)傳播的基本方程
7.3.1 非線性波動方程
7.3.2 耦合波方程
§7.4 二階非線性光學(xué)效應(yīng)
7.4.1 二次諧波的產(chǎn)生
7.4.2 相位匹配技術(shù)
7.4.3 有效非線性系數(shù)
§7.5 三階非線性光學(xué)效應(yīng)
7.5.1 簡并四波混頻
7.5.2 非線性折射率
習(xí)題七
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　本書是根據(jù)作者多年來在西安交通大學(xué)為應(yīng)用物理、光信息科學(xué)與技術(shù)及材料物理等專業(yè)講授“近代物理學(xué)”課程的講稿修改和補充而成的?！　鹘y(tǒng)上近代物理學(xué)（原稱原子物理學(xué)）與力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)合稱普通物理學(xué)，是應(yīng)用物理等專業(yè)第四學(xué)期的一門基礎(chǔ)課程，它既是普通物理學(xué)的最后一部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)近代物理學(xué)的開始?！　∫韵鄬φ摵土孔恿W(xué)為理論基礎(chǔ)，研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)各層次基本單元的性質(zhì)、相互作用及運動規(guī)律是近代物理學(xué)的主要內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)計劃的安排，有關(guān)相對論方面的基本內(nèi)容分別放在力學(xué)和電動力學(xué)中講授。因此本書主要用量子力學(xué)的基本概念和圖像分析物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)各層次的實驗現(xiàn)象，講述在此基礎(chǔ)上形成的理論分析和處理方法。簡而言之，本書主要講述微觀物理學(xué)?！　?0世紀(jì)發(fā)生的科學(xué)技術(shù)革命主要源于近代物理學(xué)的發(fā)展，從21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢來看，物理學(xué)對其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，如生物、信息、材料和能源等學(xué)科的輻射滲透力很大程度上仍將來自于近代物理學(xué)?？梢院敛豢鋸埖卣f，上述學(xué)科成熟性的標(biāo)志之一在于應(yīng)用量子物理學(xué)的水平。因此近代物理學(xué)課程，不僅為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)量子力學(xué)和固體物理學(xué)等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)，而且對他們科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、分析問題和解決問題能力的提高以及探索精神的培養(yǎng)起著重要作用?！　』谶@種精神，本書并不是完全按照近代物理歷史發(fā)展的軌跡來安排教學(xué)內(nèi)容，而主要根據(jù)近代物理學(xué)本身的邏輯規(guī)律來編寫，目的是為了加強課程理論的系統(tǒng)性和連貫性，給學(xué)生一個合乎邏輯的統(tǒng)一的知識結(jié)構(gòu)?！　”緯谝徽露笠榻B了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的全貌，它是近代物理學(xué)的基本內(nèi)容，也是本書以后各章討論的內(nèi)容的精縮。第一章的最后通過歷史回顧一節(jié)向讀者說明物理學(xué)家在建立了適用于宏觀現(xiàn)象的經(jīng)典物理學(xué)后，必然向微觀領(lǐng)域挺進，并在這個過程中產(chǎn)生了一系列新概念、新原理和新方法，導(dǎo)致了一個新的科學(xué)概念體系——量子物理學(xué)的產(chǎn)生。第二章著重講述量子物理學(xué)的實驗基礎(chǔ)，從表現(xiàn)輻射的粒子性和實物粒子的波動性的實驗事實出發(fā)，說明微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)描述的必然性。原子是物理上研究的第一個微觀系統(tǒng)，通過d粒子對原子的散射實驗和原子光譜的觀測建立起來的兩個模型——盧瑟福有核模型和玻爾模型是量子物理學(xué)早期階段所建立的唯象理論，它們所遇到的不可克服的困難，成為量子力學(xué)波函數(shù)的概率詮釋和薛定諤波動方程建立的突破口。

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