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本書本書可作為光學專業、物理學專業、電子科學與技術專業、光學工程專業研究生的專業基礎教材，也可供從事光學及相關領域學習和研究的科技人員參考。

內容簡介

本書從光的產生機理出發，全面、繫統、深入地講述光的相干理論、衍射理論、偏振理論。同時詳細分析光在晶體當中傳播的基本規律、非線性光學效應。後講述光的全息理論和應用。本書共分7章，包括：光的產生機理，部分相干理論，標量衍射理論，晶體光學理論，光的偏振理論，非線性光學理論，光的全息理論。

作者簡介

長春理工大學理學院電子科學與技術繫繫主任，教授。二十幾年來一直從事電子科學與技術和光電子科學與技術專業的教學和科研工作。

第1章現代光學基礎
導讀
1.1 原子發光機理
1.1.1 玻爾的氫原子理論
1.1.2 原子發光機理
1.2 光與原子相互作用
1.2.1 受激吸收
1.2.2 自發輻射
1.2.3 受激輻射
1.2.4 受激吸收、自發輻射和受激輻射的關繫
1.3 粒子數反轉與能級體繫
1.3.1 粒子數反轉
1.3.2 光通過介質時的光強
1.3.3 能級體繫第1章現代光學基礎

導讀

1.1 原子發光機理

1.1.1 玻爾的氫原子理論

1.1.2 原子發光機理

1.2 光與原子相互作用

1.2.1 受激吸收

1.2.2 自發輻射

1.2.3 受激輻射

1.2.4 受激吸收、自發輻射和受激輻射的關繫

1.3 粒子數反轉與能級體繫

1.3.1 粒子數反轉

1.3.2 光通過介質時的光強

1.3.3 能級體繫

1.4 激光振蕩的形成

1.4.1 受激輻射與自發輻射

1.4.2 光學諧振腔

1.4.3 光學諧振腔的穩區圖

1.4.4 光振蕩的閾值條件

1.5 干涉對單色性的影響

1.5.1 光譜線寬度

1.5.2 諧振腔的共振頻率

1.5.3 激光的單色性

1.5.4 激光選模

1.6 相干性介紹

1.6.1 時間相千性與空間相干性

1.6.2 普通光源的相干性

1.6.3 橫向模式分布和衍射損耗

1.6.4 激光的相干性

1.7 典型激光器

1.7.1 氣體激光器

1.7.2 固體激光器

1.7.3 液體激光器

1.7.4 半導體激光器

1.7.5 自由電子激光器

應用實例

小結

習題與思考題

第2章光的部分相干理論

導讀

2.1 干涉理論基礎

2.1.1 干涉的基本條件

2.1.2 實現干涉的基本方法

2.1.3 干涉場強度分布

2.1.4 於涉條紋對比度

2.2 非單色擴展光源產生的干涉

2.2.1 互相干函數與自相干函數

2.2.2 復相干度

2.3 光波的時間相干性

2.3.1 時間相干裝置

2.3.2 準單色光場時間相干度的具體形式

2.3.3 利用傅裡葉變換方法求解時間相干度

2.4 光波的空間相干性

2.4.1 光波場的互強度和空間相干度

2.4.2 光波場的總復相干度

2.4.3 近軸條件下的互強度和空間相干度

2.5 範西特-澤尼克定理及其應用

2.5.1 範西特-澤尼克定理

2.5.2 典型準單色擴展光源的空間相干度

2.5.3 干涉條紋的對比度與空間相干度

2.5.4 利用傅裡葉變換求空間相干度

應用實例

小結

習題與思考題

第3章光的標量衍射理論

導讀

3.1 光的波動理論解釋衍射

3.1.1 惠更斯原理

3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理

3.2 基爾霍夫衍射理論

3.2.1 亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理

3.2.2 菲涅耳-基爾霍夫衍射公式

3.2.3 基爾霍夫衍射公式的近似

3.3 照明函數和孔徑函數的具體表達形式

3.3.1 照明函數的具體表達形式

3.3.2 孔徑函數的具體表示

3.4 利用傅裡葉變換處理夫瑯和費衍射

3.4.1 雙縫衍射

3.4.2 矩形孔衍射

3.5 平面透射光柵衍射

3.5.1 光柵衍射光強分布

3.5.2 光強分布極值情況討論

3.6 閃耀光柵衍射

3.6.1 閃耀光柵的結構

3.6.2 閃耀光柵的分光原理

3.6.3 閃耀光柵衍射的光強分布

3.7 階梯光柵衍射

3.7.1 階梯光柵的結構

3.7.2 階梯光柵衍射的光強分布

3.8 正弦光柵衍射

3.8.1 正弦光柵的透射繫數

3.8.2 正弦光柵衍射的光強分布

3.9 三維孔徑的衍射

3.9.1 單個三維孔徑衍射的光強分布

3.9.2 三維孔徑衍射的光強分布特點

應用實例

小結

習題與思考題

第4章光學全息理論

導讀

4.1 光學全息概述

4.1.1 光學全息的產生、發展過程

4.1.2 全息像的記錄與再現

4.1.3 光學全息的特點和要求

4.1.4 全息圖分類

4.2 光學全息的基本理論

4.2.1 全息記錄過程分析

4.2.2 全息再現過程分析

4.3 菲涅耳全息的基本理論

4.3.1 點源菲涅耳全息圖的記錄

4.3.2 點源菲涅耳全息圖的再現

4.3.3 幾種典型的再現光波

4.4 夫瑯和費全息的基本理論

4.4.1 夫瑯和費全息的光路

4.4.2 夫瑯和費全息圖的記錄

4.4.3 夫瑯和費全息圖的再現

4.4.4 點光源照明下的夫朗和費全息

4.5 體全息圖的基本原理

4.5.1 體全息圖的記錄和再現

4.5.2 體全息圖的分類

4.6 單脈衝和雙脈衝全息圖

4.6.1 單脈衝全息圖記錄

4.6.2 雙脈衝全息圖記錄

4.6.3 雙脈衝的獲得方法

4.7 彩色全息圖

4.7.1 彩色全息圖的記錄和再現

4.7.2 分離串音像的方法

4.8 光學全息的應用

4.8.1 用全息方法消除像差

4.8.2 用全息方法進行干涉計量

4.8.3 全息信息存儲

應用實例

小結

習題與思考題

第5章光的偏振與晶體光學理論

導讀

5.1 偏振光概述

5.1.1 自然光和偏振光

5.1.2 獲得偏振光的方法

5.1.3 偏振度

5.1.4 馬呂斯定律和消光比

5.2 晶體中光波各個矢量的關繫

5.2.1 各向異性晶體的基本性質

5.2.2 晶體光學有關的基本概念

5.2.3 晶體中單色平面波的各矢量關繫

5.2.4 晶體中光波的相速度和光線速度

5.2.5 晶體中丑和D的關繫

5.3 光在晶體中傳播的基本規律

5.3.1 波矢菲涅耳方程和光線菲涅耳方程

5.3.2 波矢菲涅耳方程的解

5.3.3 o光和e光的振動方向

5.3.4 e光的離散角

5.4 光在晶體表面的反射和折射

5.4.1 雙反射和雙折射

5.4.2 斯涅耳作圖法

5.4.3 惠更斯作圖法

5.5 偏件

5.5.1 偏振稜鏡

5.5.2 波片

5.5.3 補償器

5.5.4 偏振光檢驗

5.6 偏振光和偏件的矩陣表示

5.6.1 偏振光的矩陣表示

5.6.2 偏振器件的矩陣表示

5.6.3 瓊斯矩陣應用

5.7 偏振光的干涉

5.7.1 平行偏振光的干涉

5.7.2 彙聚偏振光的干涉

應用實例

小結

習題與思考題

第6章非線性光學理論基礎

導讀

6.1 引言

6.1.1 非線性光學的產生

6.1.2 非線性光學的發展

6.2 非線性光學的基本理論

6.2.1 非線性光學介質的感應電極化效應

6.2.2 非線性電極化率的基本性質

6.2.3 非線性作用的耦合波方程

6.3 非線性光學倍頻、混頻及參量效應

6.3.1 二階非線性光學效應

6.3.2 三階非線性光學效應

6.4 幾種重要的非線性光學效應

6.4.1 受激散射效應

6.4.2 強光自聚焦、相位自調制和光譜自加寬效應

6.4.3 光學相位共軛效應

6.4.4 光學雙穩態效應

6.4.5 瞬態相干光學效應

6.4.6 非線性光譜學效應

應用實例

小結

習題與思考題

參考文獻

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