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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F27

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34

3.4.3角放大率34

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41

3.6透镜42

3.6.1透镜的分类42

3.6.2透镜的焦距和基点位置43

3.6.3举例44

习题46

第4章 平面与平面系统48

4.1平面镜成像50

4.1.1单平面镜50

4.1.2双平面镜成像51

4.2平行平板52

4.2.1平行平板的成像特性52

4.2.2近轴区平行平板的成像53

4.3反射棱镜53

4.3.1反射棱镜的概念及分类53

4.3.2棱镜系统的成像方向判断56

4.3.3反射棱镜的等效作用与展开56

4.4折射棱镜与光楔57

4.4.1折射棱镜的偏转57

4.4.2光楔及其应用57

4.4.3棱镜的色散58

4.4.4光学材料59

4.4.5举例59

习题59

第5章 光学系统的光束限制61

5.1孔径光阑、入瞳和出瞳63

5.1.1孔径光阑63

5.1.2入瞳和出瞳64

5.1.3孔径光阑、入瞳和出瞳的判定方法65

5.2视场光阑、入窗和出窗66

5.2.1视场光阑66

5.2.2入窗和出窗67

5.2.3视场光阑、入窗和出窗的判定方法67

5.3渐晕光阑及场镜的应用68

5.3.1渐晕及渐晕光阑68

5.3.2场镜的应用71

5.4光学系统的景深和焦深73

5.4.1光学系统的空间像73

5.4.2光学系统的景深73

5.4.3照相机景深举例75

5.4.4光学系统的焦深75

5.5远心光路76

5.5.1物方远心光路76

5.5.2像方远心光路77

习题78

第6章 像差概论80

6.1球差82

6.1.1球差的定义及光学现象82

6.1.2单折射球面的齐明点82

6.1.3单透镜的球差与校正83

6.2彗差84

6.2.1彗差的形成及光学现象84

6.2.2彗差的量度86

6.2.3彗差的校正86

6.3像散和场曲88

6.3.1细光束像散和场曲的产生及量度88

6.3.2像散和场曲的校正91

6.4畸变93

6.4.1畸变的产生和量度93

6.4.2畸变的种类93

6.4.3畸变的校正93

6.5色差95

6.5.1位置色差95

6.5.2倍率色差96

6.6像差综述97

习题99

第7章 眼睛及目视光学系统100

7.1眼睛及其光学系统101

7.1.1眼睛的结构101

7.1.2眼睛的调节102

7.1.3眼睛的缺陷与校正103

7.1.4眼睛的视角105

7.1.5眼睛的分辨率105

7.1.6眼睛的瞄准精度106

7.1.7双目立体视觉107

7.2放大镜108

7.2.1放大镜的视觉放大率109

7.2.2放大镜的光束限制和线视场110

7.3显微镜系统112

7.3.1显微镜的视觉放大率112

7.3.2显微镜的光束限制和线视场113

7.3.3显微镜的分辨率和有效放大率115

7.3.4显微镜的景深118

7.3.5显微镜的照明方法119

7.3.6显微镜的物镜121

7.4望远镜系统121

7.4.1望远镜的视觉放大率122

7.4.2望远镜系统的分辨率和工作放大率123

7.4.3望远镜的视场124

7.5目镜127

7.5.1目镜的主要光学参数127

7.5.2目镜类型127

7.5.3光学仪器中目镜的视度调节129

习题130

第8章 摄影系统和投影系统132

8.1摄影系统133

8.1.1摄影物镜的光学特性133

8.1.2摄影物镜的光束限制136

8.1.3摄影物镜的分辨率136

8.1.4摄影物镜的景深137

8.1.5摄影物镜的类型137

8.2投影系统145

8.2.1投影物镜的光学特性145

8.2.2投影物镜的结构形式146

8.2.3投影系统的照明147

习题147

第9章 现代光学系统149

9.1激光光学系统150

9.1.1高斯光束的特性151

9.1.2高斯光束的透镜变换152

9.2光纤光学系统155

9.2.1阶跃型光纤155

9.2.2梯度折射率光纤157

9.3红外光学系统158

9.3.1红外光学系统的特点158

9.3.2典型红外光学系统159

习题160

第10章 光的干涉162

10.1光波干涉的条件及杨氏干涉实验163

10.1.1光波干涉的条件163

10.1.2杨氏干涉实验165

10.1.3干涉条纹的可见度168

10.1.4双缝干涉的应用173

10.2平板的双光束干涉及典型应用174

10.2.1平行平板产生的等倾干涉174

10.2.2楔形平板产生的等厚干涉176

10.2.3典型分振幅干涉仪及其应用178

10.2.4干涉技术的其他应用183

10.3平行平板的多光束干涉及其应用185

10.3.1平行平板多光束干涉185

10.3.2法布里-帕罗干涉仪188

习题190

第11章 光的衍射192

11.1光的衍射现象及其标量理论194

11.1.1光的衍射现象194

11.1.2光波的标量衍射理论195

11.2菲涅尔衍射198

11.2.1菲涅尔波带法198

11.2.2菲涅尔圆孔和圆屏衍射200

11.3夫琅和费衍射202

11.3.1夫琅和费衍射系统和衍射公式的意义202

11.3.2夫琅和费矩孔衍射204

11.3.3夫琅和费单缝衍射206

11.3.4夫琅和费圆孔衍射208

11.3.5夫琅和费多缝衍射210

11.4光学成像系统的衍射和分辨率213

11.4.1光学成像系统的衍射213

11.4.2光学成像系统的分辨率214

11.5衍射光栅216

11.5.1光栅概述216

11.5.2光栅的分光性能216

11.5.3闪耀光栅219

11.5.4阶梯光栅220

11.5.5计量光栅222

11.6衍射技术在工程中的应用223

11.6.1微孔直径测量223

11.6.2细狭缝宽（细丝直径）测量224

习题225

第12章 光的偏振227

12.1偏振光概述228

12.1.1光的横波性228

12.1.2偏振光的产生方法230

12.1.3马吕斯定律234

12.2晶体偏振器件235

12.2.1偏振起偏棱镜235

12.2.2偏振分束棱镜237

12.2.3波片238

12.2.4补偿器239

12.3圆偏振光和椭圆偏振光240

12.4偏振光的干涉243

12.4.1平行偏振光干涉243

12.4.2会聚偏振光干涉246

12.4.3偏振光的应用247

习题249

参考答案250

参考文献254