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第1章 几何光学的基本定律和物像概念1

1.1概述2

1.2几何光学的基本定律4

1.2.1基本定律概述4

1.2.2光路的可逆性6

1.2.3费马原理6

1.2.4马吕斯定律7

1.3成像的基本概念与完善成像条件8

1.3.1光学系统与物像概念8

1.3.2完善成像条件8

1.3.3物像的虚实9

1.3.4物像的相对性10

习题10

第2章 共轴球面光学系统11

2.1基本概念与符号规则13

2.2单个折射球面成像14

2.2.1单折射球面成像的光路计算14

2.2.2近轴区成像的物像关系16

2.2.3近轴区成像的放大率和传递不变量16

2.3单个反射球面成像20

2.4共轴球面光学系统成像21

习题23

第3章 理想光学系统24

3.1理想光学系统理论25

3.1.1理想光学系统理论的内容25

3.1.2共轴理想光学系统理论26

3.2理想光学系统的基点和基面27

3.2.1无限远轴上物点和其对应的像点F′27

3.2.2无限远轴上像点对应的物点F28

3.2.3物方主平面与像方主平面29

3.3理想光学系统的物像关系29

3.3.1图解法求像29

3.3.2解析法求像30

3.3.3理想光学系统两焦距之间的关系32

3.3.4举例32

3.4理想光学系统的放大率33

3.4.1垂轴放大率33

3.4.2轴向放大率33

3.4.3角放大率33

3.4.4光学系统的节点34

3.4.5用平行光管测定焦距的依据36

3.4.6举例36

3.5理想光学系统的组合37

3.5.1图解法求像37

3.5.2解析法求像37

3.5.3理想光学系统的光焦度41

3.5.4举例42

3.6透镜46

3.6.1透镜的分类46

3.6.2透镜的焦距和基点位置47

3.6.3举例48

习题51

第4章 平面与平面系统53

4.1平面镜成像55

4.1.1单平面镜55

4.1.2双平面镜成像56

4.2平行平板57

4.2.1平行平板的成像特性57

4.2.2近轴区平行平板的成像58

4.2.3举例58

4.3反射棱镜59

4.3.1反射棱镜的概念及分类59

4.3.2棱镜系统的成像方向判断62

4.3.3反射棱镜的等效作用与展开63

4.3.4举例63

4.4折射棱镜与光楔64

4.4.1折射棱镜的偏转64

4.4.2光楔及其应用64

4.4.3棱镜的色散65

4.4.4光学材料65

4.4.5举例66

习题66

第5章 光学系统的光束限制69

5.1孔径光阑、入瞳和出瞳71

5.1.1孔径光阑71

5.1.2入瞳和出瞳72

5.1.3孔径光阑、入瞳和出瞳的判定方法73

5.2视场光阑、入窗和出窗74

5.2.1视场光阑74

5.2.2入窗和出窗75

5.2.3视场光阑、入窗和出窗的判定方法75

5.3渐晕光阑及场镜的应用76

5.3.1渐晕及渐晕光阑76

5.3.2场镜的应用79

5.4光学系统的景深和焦深81

5.4.1光学系统的空间像81

5.4.2光学系统的景深82

5.4.3照相机景深举例83

5.4.4光学系统的焦深84

5.5远心光路84

5.5.1物方远心光路84

5.5.2像方远心光路86

习题87

第6章 像差概论89

6.1球差91

6.1.1球差的定义及光学现象91

6.1.2单折射球面的齐明点91

6.1.3单透镜的球差与校正92

6.2彗差93

6.2.1彗差的形成及光学现象93

6.2.2彗差的量度95

6.2.3彗差的校正95

6.3像散和场曲97

6.3.1细光束像散和场曲的产生及量度97

6.3.2像散和场曲的校正100

6.4畸变102

6.4.1畸变的产生和量度102

6.4.2畸变的种类102

6.4.3畸变的校正102

6.5色差104

6.5.1位置色差104

6.5.2倍率色差105

6.6像差综述106

习题108

第7章 眼睛及目视光学系统109

7.1眼睛及其光学系统110

7.1.1眼睛的结构110

7.1.2眼睛的调节111

7.1.3眼睛的缺陷与校正112

7.1.4眼睛的视角114

7.1.5眼睛的分辨率114

7.1.6眼睛的瞄准精度115

7.1.7双目立体视觉116

7.2放大镜117

7.2.1放大镜的视觉放大率118

7.2.2放大镜的光束限制和线视场119

7.3显微镜系统121

7.3.1显微镜的视觉放大率121

7.3.2显微镜的光束限制和线视场122

7.3.3显微镜的分辨率和有效放大率125

7.3.4显微镜的景深127

7.3.5显微镜的照明方法128

7.3.6显微镜的物镜130

7.4望远镜系统131

7.4.1望远镜的视觉放大率131

7.4.2望远镜系统的分辨率和工作放大率132

7.4.3望远镜的视场134

7.5目镜137

7.5.1目镜的主要光学参数137

7.5.2目镜类型138

7.5.3光学仪器中目镜的视度调节140

习题140

第8章 摄影系统和投影系统142

8.1摄影系统143

8.1.1摄影物镜的光学特性143

8.1.2摄影物镜的光束限制146

8.1.3摄影物镜的分辨率146

8.1.4摄影物镜的景深147

8.1.5摄影物镜的类型147

8.2投影系统155

8.2.1投影物镜的光学特性155

8.2.2投影物镜的结构形式156

8.2.3投影系统的照明157

习题157

第9章 现代光学系统159

9.1激光光学系统160

9.1.1高斯光束的特性161

9.1.2高斯光束的透镜变换162

9.2光纤光学系统165

9.2.1阶跃型光纤165

9.2.2梯度折射率光纤167

9.3红外光学系统168

9.3.1红外光学系统的特点168

9.3.2典型红外光学系统169

习题170

第10章 光的干涉172

10.1光波干涉的条件及杨氏干涉实验173

10.1.1光波干涉的条件173

10.1.2杨氏干涉实验175

10.1.3干涉条纹的可见度178

10.1.4双缝干涉的应用183

10.2平板的双光束干涉及典型应用184

10.2.1平行平板产生的等倾干涉184

10.2.2楔形平板产生的等厚干涉186

10.2.3典型分振幅干涉仪及其应用188

10.2.4干涉技术的其他应用193

10.3平行平板的多光束干涉及其应用195

10.3.1平行平板多光束干涉195

10.3.2法布里-帕罗干涉仪198

习题200

第11章 光的衍射202

11.1光的衍射现象及其标量理论204

11.1.1光的衍射现象204

11.1.2光波的标量衍射理论205

11.2菲涅尔衍射208

11.2.1菲涅尔波带法208

11.2.2菲涅尔圆孔和圆屏衍射210

11.3夫琅和费衍射212

11.3.1夫琅和费衍射系统和衍射公式的意义212

11.3.2夫琅和费矩孔衍射214

11.3.3夫琅和费单缝衍射216

11.3.4夫琅和费圆孔衍射218

11.3.5夫琅和费多缝衍射220

11.4光学成像系统的衍射和分辨率223

11.4.1光学成像系统的衍射223

11.4.2光学成像系统的分辨率224

11.5衍射光栅226

11.5.1衍射光栅概述226

11.5.2光栅的分光性能226

11.5.3闪耀光栅229

11.5.4阶梯光栅230

11.5.5计量光栅232

11.6衍射技术在工程中的应用233

11.6.1微孔直径测量233

11.6.2细狭缝宽（细丝直径）测量234

习题235

第12章 光的偏振237

12.1偏振光概述238

12.1.1光的横波性238

12.1.2偏振光的产生方法240

12.1.3马吕斯定律244

12.2晶体偏振器件245

12.2.1偏振起偏棱镜245

12.2.2偏振分束棱镜247

12.2.3波片248

12.2.4补偿器249

12.3圆偏振光和椭圆偏振光250

12.4偏振光的干涉253

12.4.1平行偏振光干涉253

12.4.2会聚偏振光干涉256

12.4.3偏振光的应用257

习题259

参考答案260

参考文献264