《矩阵光学原理》

第一篇基础1

第一章几何光学1

1.1电磁波和光粒子的傍轴光线近似1

1.2光线变换矩阵的定义4

1.3矩阵元的推导方法7

1.4参考面移动技巧11

1.5反向传播的变换矩阵12

1.6成像矩阵14

1.7共轭距离方程和放大率15

1.8矩阵和经典表述之间的关系17

习题19

参考文献21

第二章物理光学22

2.1程函22

2.2菲涅耳数26

2.3衍射29

2.4光学传递函数32

2.5干涉34

习题37

参考文献39

第三章激光光学41

3.1高斯光束和ABCD定律41

3.2高斯光束在光腔内外的变换47

3.3自洽、自再现和激光光轴55

3.4 g因子和G因子57

3.5光腔的单程矩阵描述62

3.6复元件的矩阵和光腔65

3.7约束稳定、动态稳定和微扰稳定70

3.8带光阑光腔的初等考虑73

3.9高斯光束的菲涅耳数75

3.10光束质量M2因子79

3.11任意光束和ABCD定律83

3.12脉冲光束的时域ABCD定律86

习题88

参考文献92

第四章相位共轭94

4.1相位共轭的两种变换矩阵94

4.2相位共轭光腔99

4.3板条激光器的准相位共轭性质129

4.4第四类反射器138

习题143

参考文献143

第二篇 进展147

第五章失调光学系统147

5.1增广的4×4矩阵处理失调147

5.2光线在离轴非均匀媒质中的传播154

5.3失调引起的几何光轴变化161

5.4失调引起的物理光学变化177

5.5光线变换流图拓扑结构183

5.6激光准直的流图分析195

习题204

参考文献209

第六章列阵光学进展212

6.1经典光学碰到的困难212

6.2列阵的矩阵处理216

6.3综合像差和αβγδ条件226

6.4准相位共轭列阵229

6.5行列式为零的列阵240

6.6列阵的多光束干涉理论246

习题254

参考文献255

第七章非对称时空域259

7.1短波导的空间光线259

7.2典型非对称元件的扩展4×4矩阵269

7.3光束复曲率张量和张量ABCD定律284

7.4非对称-对称光束的相互变换308

7.5脉冲光束的对空耦合327

7.6时空光束质量M4因子333

习题336

参考文献340

第八章光阑的再认识344

8.1受光阑约束的均匀球面波344

8.2波带板和波带板的象散362

8.3受光阑约束的高斯光束370

8.4带光阑的激光腔378

习题381

参考文献381

附录1常用光学元件的变换矩阵和流图结构384

附录2光学元件失调后的矩阵和流图392

附录3具有准相位共轭性质的光学元件列阵395

附录4非对称光学元件和光脉冲的变换矩阵400

后记407

参考文献409