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（三）匹配滤波器和特征识别 221

前言1

第一章傍轴矩阵光学基础1

目录1

§1-1 光线传播的基本规律2

§1-2光学系统的成象问题5

（一）简单的空间滤波 218

§1-3 光线状态的描述及其变化规律8

（一）光线状态的描述9

（二）折射过程中光线状态的变换11

（三）平移过程中光线状态的变换13

§1-4 单球面成象的条件和规律 傍轴近似14

（一）理想光学系统的系统矩阵19

§1-5 理想光学系统的成象规律19

（二）理想光学系统的物－象关系20

（三）理想光学系统的基点29

（四）反向光路问题40

§1-6 几个简单应用43

（一）放大镜43

（二）望远镜和显微镜46

（三）摄远物镜和变焦距物镜50

（四）共轴折－反射球面系统（折－反系统）54

（五）光学谐振腔的稳定条件58

（一）辐射能通量、辐亮度和辐照度62

§1-7通过光学系统的光能62

（二）光谱光视效率和光通量65

（三）限制光束孔径的光阑67

（四）通过光学系统的光通量、象的亮度和照度71

第二章波动光学基础75

§2-1 简谐波75

（一）一维简谐波76

（二）简谐波的复数表示78

（三）三维空间内的简谐波79

§2-2 非简谐波84

（一）一维非简谐波85

（二）波动方程式89

（三）三维非简谐波90

（一）光波的电磁性质和横波性93

§2-3 光波的基本性质93

（二）平面波的反射和折射96

（三）光波的能流密度和辐照度99

§2-4 光波的叠加和相干性101

（一）叠加原理102

（二）光波的相干性102

（三）干涉条纹的可见度110

（四）相干光的获得112

第三章光波衍射——光场分布的傅里叶变换115

§3-1 光的衍射现象115

§3-2 惠更斯-菲涅耳原理116

（一）惠更斯－菲涅耳原理117

（二）衍射屏和屏函数121

（三）互补屏和巴俾涅原理122

§3-3 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射123

（一）菲涅耳衍射125

（二）夫琅和费衍射127

§3-4 透镜的相位变换作用和傅里叶变换作用130

§3-5 夫琅和费衍射和空间频谱134

§3-6夫琅和费衍射的基本性质141

§3-7 几种简单衍射屏的夫琅和费衍射143

（一）正弦振幅光栅144

（二）单狭缝148

（三）圆孔153

（四）光学仪器的分辨本领156

§3-8多缝的夫琅和费衍射 光栅160

（一）光栅的衍射图象160

（二）光栅的性能参数和光栅光谱167

（三）闪耀光栅171

§3-9菲涅耳衍射177

（一）菲涅耳圆孔衍射177

（二）菲涅耳圆屏衍射179

（三）菲涅耳余弦型环带光栅（波带片）180

第四章象的形成和处理185

§4-1 物在相干光照明下的成象185

（一）二次衍射成象理论185

（二）阿贝－波特实验190

（三）透镜有限孔径的影响和振幅脉冲响应194

（一）点扩展函数（PSF）199

§4-2物在非相干光照明下的成象199

（二）光学传递函数（OTF）200

§4-3波前重现成象（全息术）206

（一）波前的概念206

（二）波前的记录207

（三）波前重现成象210

§4-4 空间滤波和光学信息处理216

（二）相－幅滤波器、相衬法218

第五章光的偏振226

§5-1 光波的偏振状态及其琼斯矩阵表示法226

（一）偏振光226

（二）非偏振光（自然光）236

（三）部分偏振光和相干矩阵238

§5-2光在晶体中的双折射242

（一）双折射现象247

（二）单轴晶体中的单色平面波254

§5-3 晶体中光的振动方向和传播方向的几何图示254

（一）波法线椭球和折射率椭球254

（二）对偶规则、波法线方程和光线方程258

（三）单轴晶体的光线面和法线面260

（四）双轴晶体的光线面和法线面265

§5-4变换偏振状态的光学元件266

（一）改变光波偏振状态的光学晶体元件266

（二）偏振光学元件的矩阵表示——琼斯矩阵270

（三）光波偏振态的变换275

§5-5光波偏振态的定性分析和定量测量278

（一）光波偏振态的定性分析278

（二）光波偏振态的定量测量279

（一）实验装置干涉光的辐照度281

§5-6 偏振光的干涉281

（二）显色偏振283

（三）出现干涉条纹的偏振光干涉284

（四）光测弹性285

§5-7旋光性、电光效应和磁致旋光289

（一）非线性极化289

（二）旋光效应290

（三）线性电光效应296

（四）磁致旋光性（法拉第效应）303

§5-8二次谐波的产生（倍颖效应）306

附录Ⅰ 傅里叶变换的基本概念和公式311

附录Ⅱ 透镜的傅里叶变换性质的证明323

附录Ⅲ阿贝正弦条件327

索引328