出版社:清華大學出版社
定價:48英鎊
條形碼:9787302127222
ISBN:ISBN 7-302-12722-0
作者:前田廖彥彪孫立群
打印日期:2006年5月-1
發布日期:2006年5月-1
精裝平裝_對開本_頁數:平裝16對開本，537頁
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書號:
簡介:本書以工程光學為基礎，從光學技術的角度介紹了光學的壹些基本概念、原理、方法和應用。
本書共分10章，介紹了光波的基本性質和幾何光學、物理光學、現代光學的相關內容。其中，幾何光學的內容包括光學成像技術、光學圖像記錄與顯示技術和光學測量技術；物理光學包括光幹涉技術、光衍射技術、光偏振技術和光調制技術。現代光學的內容包括激光技術和光波導技術。
本書可作為機械非光學專業本科生的教材或參考書，也可作為相關工程技術人員的參考。
序
在國內，光學專業有的設在機械工程系，有的設在電子工程系，有的設在物理系。所以關於光學的教材有很多版本。本《工程光學》主要是為機械類非光學專業的學生進壹步學習光學而編寫的。
本科生寫的光學教材，大部分都是幾何光學和物理光學。這本《工程光學》也是以這兩部分為主，但考慮到機械類非光學專業的課程體系中關於光學的課程很少，為了讓這些學生對光學有更全面的了解，這本教材還包括了現代光學的很多內容。本《工程光學》旨在為這些學生學習本課程時提供壹本教材或教學參考書，也希望成為其他相關工程技術人員的學習參考書。
考慮到本教材主要面向機械類非光學專業，除了介紹光學最基礎的理論外，更側重於光學理論的應用，即從光學技術的角度出發，這也是本教材被稱為“工程光學”的原因。這樣的考慮可能會導致對光學理論的膚淺介紹，影響學生對光學科學的深入理解，但可以避免學生在學習完物理基礎知識後對光學學習的重復和厭倦，讓學生感受到光學的實用性，認識到學習光學大有裨益。
對於機械類非光學專業來說，要學習和掌握壹些光學技術和電子技術，讓這些學生有更全面的知識，更好的面對未來實際工作的要求和挑戰。自20世紀90年代以來，我們在清華大學精密儀器與機械系為機械制造專業的學生開設了工程光學課程。基於這些考慮，我們對該課程的內容和教學安排進行了探索。從教10多年，從部分學生的反應和畢業生的反饋來看，我們的考慮和探索基本是正確的，但需要改進。
因為這本教材的目的是介紹光學所包含內容的全貌，所以選取的內容和篇幅較多。使用本教材講授工程光學課程時，可以根據教學計劃和課表選擇部分內容，部分內容可以作為擴展知識自學。
本教材由清華大學的前田、廖延彪和孫立群編寫。廖彥彪編第1、5、6、7章和第10章，孫立群編第2、3、8章，前田編緒論，第4、9、7章及附錄，最後前田定稿教材。在編寫這本教材時，我們參考了很多類似的教材，學習和借鑒了這些教材的內容和方法，受益匪淺。我們在此深表感謝。在編寫過程中，許多人提出了寶貴意見，為這本教材的繪制、校對和出版付出了心血。我想謝謝妳。這本教科書肯定有壹些缺點。請批評指正。
編譯程序
2006年2月
目錄:簡介1
光學是壹門重要而有用的科學和技術
0.2光學壹直在發展並將有更大的發展2。
0.3工程光學是壹門重在應用的科學技術。
0.4工程光學的學習和課程安排6
第1章光波的基本特征8
1.1光的波動理論8
1.1.1光波和電磁波8
1.1.2平面波、球面波和柱面波10
1.1.3諧波12
1.1.4高斯光束15
1.2平面光波在各向同性介質17界面上的反射和折射
1.2.1反射定律和折射定律17
菲涅耳公式1.2.2+09
1.2.3反射率和透光率21
1.2.4反射和折射期間的偏振25
1.2.5反射和折射期間的相位26
1.2.6全反射27
1.3光波在金屬表面30上的反射和折射
練習33
第二章光的成像技術35
2.1幾何光學原理35
2.1.1實驗三定律35
2.1.2全反射37
2.1.3費馬原理38
2.2光學成像41
2.2.1基本概念和符號規則41
2.2.2單球面成像42
薄透鏡成像45
2.2.4組合鏡頭成像51
孔徑55
2.3光學設計基礎59
2.3.1光路計算59
像差理論66
2.4光學材料71
2.4.1光學玻璃71
光學晶體78
2.4.3光學塑料81
2.5光度學基礎84
2.5.1光度量及其單位84
2.5.2光傳播過程中光量的變化規律88
2.5.3成像系統92的像面照明
練習96
第三章光學圖像記錄和顯示技術100
3.1眼睛和視覺輔助設備100
3.1.1眼睛及其光學系統100
3.1.2放大鏡和顯微鏡107
3.1.3望遠鏡工作原理110
3.2光學成像裝置114
攝影底片114
3.2.2電荷耦合器件116
3.2.3互補金屬氧化物半導體123
3.3光學攝像系統127
3.3.1攝影物鏡的光學特性128
3.3.2攝影物鏡的基本類型131
3.3.3取景器系統和對焦系統132
電視攝像系統136
3.4光學顯示系統139
3.4.1光學投影系統139
3.4.2光電顯示系統145
練習153
第四章光的幹涉技術156
4.1光波幹涉條件156
對4.1.1光波引起的幹涉現象的分析。46638.68668686666
4.1.2光波幹涉的必要條件158
4.1.3光波幹涉的補充條件159
4.2分波面上的雙光束幹涉160
4.2.1雙縫分光區的雙光束幹涉160
4.2.2分波面上雙光束幹涉的其他實驗裝置163
4.2.3影響幹涉條紋清晰度的因素165
4.3分數振幅雙光束幹涉170
4.3.1板分數振幅幹涉測量法170
4.3.2等傾幹涉171
4.3.3等厚幹涉175
4.4雙光束幹涉儀181
4.4.1邁克爾遜幹涉儀182
4.4.2斐索幹涉儀186
4.4.3馬赫？森德幹涉儀188
4.4.4塞格納克幹涉儀188
4.5多波束幹擾192
4.5.1多光束幹涉的光強分布192
4.5.2多光束幹涉儀198
4.5.3多光束幹涉測量法的應用202
4.6薄膜光學簡介204
4.6.1單層光學薄膜205
4.6.2多層光學薄膜
4.6.3光學薄膜的制備和應用213
練習216
第五章光的衍射技術220
5.1衍射的基本理論220
5.1.1惠更斯？菲涅耳原理220
5.1.2夫瑯和費衍射和菲涅耳衍射224
5.2夫瑯和費單縫衍射226
衍射強度的計算226
5.2.2衍射光強分布公式的分析228
5.3夫瑯和費圓孔衍射229
5.4巴比涅原則233
5.5夫瑯和費多縫衍射234
5.5.1雙縫幹涉和衍射234
5.5.2多個狹縫的幹涉和衍射237
5.6菲涅耳衍射241
5.6.1圓孔衍射和圓屏衍射241
5.6.2直邊衍射244
5.6.3波帶片245
5.7衍射光柵248
5.7.1平面衍射光柵248
5.7.2閃耀光柵252
光譜儀255
5.8全息技術257
5.8.1全息原理和全息類型257
5.8.2全息技術應用實例261
5.9傅立葉光學263
5.9.1概述263
5.9.2薄透鏡的傅裏葉變換特性264
光學傅裏葉變換266
5.9.4光學信息處理及其應用268
5.10二元光學269
5.1概述269
5.10.2二元光學的特性271
5.10.3二元光學器件的制造271
5.10.4二元光學的應用272
5.11近場光學系統275
5.11.1概述275
5.11.2近場光學原理275
5.11.3近場光學器件的應用示例276
練習278
第六章光的偏振技術281
6.1光的偏振特性281
6.1.1光的剪切波屬性281
6.1.2光波283的偏振態
6.1.3偏振光286的表示
6.2平面光波在晶體中的傳播特性290
晶體介電張量290
6.2.2各向異性晶體中的單色平面光波292
6.2.3晶體中平面光波的傳播-分析法293
6.2.4平面光波在晶體中的傳播-圖解法296
6.3平面光波在晶體表面的反射和折射301
6.3.1光波在晶體表面的反射定律和折射定律
6.3.2單軸晶體中的光路303
6.4偏振裝置304
6.4.1概述304
6.4.2反射偏振片304
6.4.3雙折射偏振器305
6.4.4二向色偏振片307
6.4.5波片和補償器308
去極化器312
6.5通過光學元件後光強度的計算313
概述313
6.5.2用瓊斯向量計算313
6.5.3用斯托克斯矢量計算313
6.5.4 314以邦加球為代表。
6.6偏振光的幹涉315
概述315
6.6.2平行光的偏振光幹涉316
6.6.3會聚光的偏振光幹涉318
6.7晶體的旋光性321
6.8偏振光儀器322
旋光儀322
橢偏儀323
練習325
第七章光調制技術327
7.1非線性光學介紹327
7.1.1概述327
7.1.2介質的非線性特性328
7.1.3非線性效應產生和頻329。
7.1.4非線性效應產生二次諧波332。
7.1.5非線性效應產生差頻332。
7.1.6光纖的非線性特性333
7.1.7受激非彈性散射334
7.2光的調制335
7.2.1振幅調制和光強度調制335
頻率調制和相位調制337
脈沖調制338
7.3電光調制339
7.3.1線性電光效應339
7.3.2晶體的線性電光系數為341。
7 . 3 . 3 KDP KDP晶體343的線性電光效應
7.3.4電光調制裝置347
7.4磁光調制349
7.4.1磁旋光效應349
7.4.2晶體350的法拉第效應
7.5聲光調制352
彈性光學效應352
7.5.2聲光衍射
練習356
第八章光學測量技術357
8.1光學測量基本裝置357
8.1.1光具座及其基本部件357
8.1.2精密測角儀364
8.2光學玻璃的測量367
8.2.1光學玻璃折射率和色散的測量367
8.2.2光學玻璃的雙折射測量371
8.2.3有色光學玻璃光譜特性的測量375
8.3光學零件的測量377
8.3.1光學零件表面偏差測量377
8.3.2球面曲率半徑381的測量
8.3.3平面光學零件光學不平行度的測量384
8.3.4焦距和頂焦距的測量389
8.4典型光學系統特征參數的測量392
8.4.1顯微系統特征參數檢測392
8.4.2望遠系統光學特性參數檢測95
8.4.3攝影物鏡402的光學特性參數檢測
練習410
第九章激光技術413
9.1激光器的產生和特性
9.1.1激光413代
9.1.2激光的特性414
9.2光的量子本質和波粒二象性415
9.2.1光電效應和光量子(光子學)415
9.2.2光的波粒二象性417
9.2.3原子的能級分布417
9.3激光原理419
原子躍遷419
9.3.2激光器的組成423
9.3.3光學諧振器426
9.3.4激光器430的模式
9.4激光433
氣體激光器433
9.4.2固態激光器440
半導體激光器443
9.5激光技術451
激光準直技術451
激光測距技術453
9.5.3激光調制技術458
9.5.4激光穩頻技術460
激光脈沖技術466
激光存儲技術471
練習475
第10章光波導技術476
10.1概述476
10.1.1光波導管476
10.1.2光纖477
10.2平面光波導480的傳輸特性
1平面光波導480的結構
平面波導480的模式
10.2.3光波導損耗481
10.3光導纖維裝置482
光波導調制器482
10.3.2電光調制器483
10.3.3聲光調制器484
10.3.4周期性波導和反射濾波器485
10.3.5光波導偏振器486
10.3.6波導激光器486
10.4光波導耦合487
1光波導透鏡488
10.4.2光波導鏡和棱鏡489
10.5集成光學系統示例489
1 . 5 . 1射頻頻譜分析儀490
10.5.2微型光波導陀螺儀491
10.6光纖的特性492
具有均勻折射率的10.6.1光纖的光線理論56636.68666666661
10.6.2光纖損耗493
10.6.3光纖色散494
10.6.4光纖的偏振
10.7特種光纖495
10.7.1可變折射率光纖495
10.7.2紅外光纖500
10.7.3塑料光纖501
10.8光纖器件501
10.8.1光纖連接器和耦合器502
10.8.2光纖波分復用器502
10.8.3光纖偏振控制器503
10.8.4光纖濾波器503
10.8.5光纖光柵505
10.8.6光纖放大器和激光器505
10.9光纖傳感器506
概述506
10.9.2調幅傳感光纖傳感器507
10.9.3相位調制傳感光纖傳感器508
10.9.4偏振調制光纖傳感器512
10.9.5波長調制光纖檢測系統12
10.9.6光纖檢測系統513
附錄A張量的基本知識515
附錄B矢量分析和場論520
附錄C電磁場理論的基本方程525
參考文件535