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第一篇几何光学1

第一章几何光学基本定律3

第一节 基本概念3

第二节 物与像4

第三节 几何光学基本定律5

第四节 光学玻璃5

第五节 符号规则6

第二章光学平面的成像8

第一节反射光的成像8

一、平面反射镜的成像8

二、反射棱镜的成像10

第二节折射光的成像14

一、平面平行玻璃板的成像14

二、折射棱镜的作用16

第二章复习思考题18

第三章光学球面的成像20

第一节 光学球面的反射成像20

第二节光学球面的折射成像22

一、单球面的成像22

二、共轴球面系统的成像24

第三节非球面的应用26

一、非球面反射镜26

二、非球面透镜28

第三章复习思考题31

第四章理想光学系统33

第一节 理想光学系统概念33

第二节理想光学系统的基点、基面34

一、焦点和焦面34

二、主点、主面和焦距35

三、节点35

第三节理想光学系统的成像36

一、作图法36

二、计算求像38

第四节理想光学系统的组合及透镜43

一、理想光学系统的组合43

二、透镜46

第五节近轴矩阵计算51

一、球面成像的矩阵计算51

二、理想光学系统基点和焦距的矩阵计算54

第六节关于光学系统成像的小结56

一、符号规则56

二、作图法求像56

三、计算法求像57

第四章复习思考题58

第五章光阑61

第一节 光阑及其作用61

第二节孔径光阑61

一、孔径光阑的确定61

二、入瞳和出瞳63

第三节视场光阑64

一、视场光阑的确定64

二、入窗和出窗64

三、渐晕65

第四节 景深66

第五章复习思考题71

第六章像差72

第一节 概述72

第二节球差和彗差72

一、球差的原因和度量方法72

二、球差和校正73

三、彗差的形成75

四、彗差的度量与校正76

第三节像散、场曲和畸变77

一、像散77

二、场曲79

三、畸变80

第四节色差80

一、位置色差81

二、倍率色差83

第五节像差综述84

一、光学系统对像差的要求84

二、消像差谱线的选择84

第七章光源与光学系统的光能损失86

第一节 光源的分类和印刷技术对光源的要求86

第二节印刷制版常用光源87

一、热辐射光源87

二、气体放电光源88

第三节光学系统中的光能损失及其计算92

一、光度学基本概念92

二、亮度的传递94

三、吸收损失95

四、反射损失96

五、光能损失的计算96

第四节像面上的照度98

一、轴上像点的照度98

二、轴外像点的照度99

第七章复习思考题101

第八章光学系统分析102

第一节眼睛102

一、眼睛的构造及其光学参数102

二、眼睛的感光特性103

三、眼睛的感色特性104

第二节制版照相机的光学系统105

一、概述105

二、制版照相机镜头的性能参数106

三、制版照相机镜头的特点108

四、制版照相机镜头的结构109

第三节照排机的光学系统110

一、概述110

二、激光照排系统111

第四节电分机的光学系统116

一、照明系统116

二、扫描系统118

三、分色系统119

四、记录曝光系统121

第二篇波动光学125

第九章光的干涉127

第一节光与波127

一、光波与电磁波127

二、光波的特征参数127

三、光波的波动方程128

四、波列129

第二节光的干涉现象129

一、光波的叠加129

二、相干条件131

三、分波阵面干涉132

四、薄膜的干涉140

第三节干涉仪156

一、激光干涉仪156

二、迈克尔逊干涉仪158

三、干涉滤色片159

四、法布里-珀罗干涉仪162

第九章复习思考题164

第十章光的衍射167

第一节惠更斯-菲涅耳原理167

一、惠更斯-菲涅耳原理167

二、基尔霍夫衍射公式168

三、菲涅耳衍射与夫琅和弗衍射169

第二节夫琅和弗单缝衍射170

一、单缝衍射装置170

二、接收屏上的光强分布170

三、单缝衍射图的特点171

四、矩形孔的衍射173

第三节衍射光栅174

一、衍射装置及衍射场上的光强分布174

二、衍射图的特点175

三、衍射光栅的特性参数177

第四节闪耀光栅和计量光栅180

一、闪耀光栅180

二、计量光栅182

第五节圆孔的衍射与光学系统的分辨本领185

一、圆孔衍射装置及光强分布185

二、圆孔衍射的衍射图特点185

三、光学系统的分辨本领186

第六节菲涅耳半波带法188

一、菲涅耳半波带188

二、半波带的面积189

三、各半波带到观察点的距离190

四、观察点的振幅191

五、菲涅耳波带片191

第七节各种衍射装置的衍射光强分布192

一、菲涅耳衍射与夫琅和弗衍射192

二、夫琅和弗单缝衍射的光强分布194

三、光栅衍射的光强分布196

四、圆孔衍射的光强分布197

第十章复习思考题199

第十一章光的偏振201

第一节自然光和偏振光201

一、光的偏振性201

二、自然光和偏振光201

三、偏振器和马吕斯定律203

第二节反射和折射时的偏振204

一、反射时的偏振204

二、折射时的偏振205

第三节双折射现象206

一、晶体的双折射206

二、椭圆偏振光和圆偏振光209

第四节磁光效应和电光效应211

一、磁光效应211

二、电光效应212

第十一章复习思考题213

第十二章光学全息215

第一节光学全息的原理与特点215

一、全息照相的过程及装置215

二、光学全息的基本原理216

三、全息术的特点217

第二节全息图的种类219

一、离轴全息图219

二、其它全息图221

第三节全息记录介质225

一、概述225

二、银盐全息记录材料229

三、重铬酸盐明胶片和光导热塑片230

四、其它记录材料231

第三篇傅里叶光学基础233

第十三章傅里叶光学的数学基础知识235

第一节傅里叶级数和傅里叶变换235

一、傅里叶级数235

二、傅里叶变换238

第二节卷积和相关240

一、卷积240

二、相关运算243

第三节δ函数244

一、δ函数的定义244

二、δ函数的性质245

三、δ函数的傅里叶变换247

第四节常用函数及其傅里叶变换248

一、矩形函数248

二、sinc（x）函数249

三、符号函数249

四、三角形函数250

五、圆域函数251

六、实函数的傅里叶变换252

七、指数函数的傅里叶变换252

八、梳状函数及其傅里叶变换253

第十三章复习思考题255

第十四章二维傅里叶分析及标量衍射理论258

第一节空间频率及其物理意义258

一、平面波和球面波的复振幅258

二、空间频率259

第二节二维傅里叶分析263

一、相干光照明263

二、非相干光照明263

第三节线性系统和线性空间不变系统264

一、系统264

二、线性系统264

三、线性空间不变系统265

第四节衍射与傅里叶变换266

一、单缝267

二、矩形孔268

三、圆孔268

四、光栅269

第十四章复习思考题273

第十五章透镜的傅里叶变换276

第一节 薄透镜的作用276

第二节透镜的傅里叶变换特性278

一、物透明片与透镜接触278

二、物透明片在透镜前279

三、物透明片在透镜后281

四、透镜组产生的傅里叶变换282

第三节透镜孔径的影响283

一、截止频率283

二、透镜孔径对傅里叶变换的影响283

第十五章复习思考题286

第十六章光学传递函数和光学信息处理简介288

第一节光学传递函数288

一、概述288

二、相干传递函数289

三、非相干传递函数292

第二节光学信息处理简介298

一、概述298

二、阿贝成像理论和阿贝-波特实验298

三、相干处理300

四、非相干处理301

第四篇激光及其在印刷技术中的应用303

第十七章激光概述305

第一节激光原理基础305

一、原子的能级、辐射跃迁和无辐射跃迁305

二、光与其它物质的相互作用306

三、粒子数反转分布和光在增益介质中的增益309

第二节激光的形成312

一、激光器的基本结构312

二、激光的形成313

第三节激光的特性315

一、单色性好315

二、方向性好315

三、相干性好315

四、高亮度316

第十七章复习思考题316

第十八章光学谐振腔317

第一节光学谐振腔的稳定条件317

一、光学谐振腔的构成与分类317

二、谐振腔的稳定条件和稳区图317

第二节激光的纵模319

一、激光的频率特性、谐振条件319

二、谐振频率和纵模频率320

第三节 激光的横模320

第四节共焦腔中高斯光束的特性322

一、基模高斯光束322

二、高斯光束的特点322

三、共焦腔中的高斯光束324

第五节高斯光束的传输324

一、高斯光束通过薄透镜时的变换324

二、高斯光束的聚焦325

三、高斯光束的准直326

第十八章复习思考题327

第十九章印刷中常用的激光器328

第一节氦氖气体激光器328

一、氦氖激光器结构和激发机理328

二、氦氖激光器的输出功率330

三、氦氖激光器的工作特性331

第二节氩离子激光器332

一、氩离子激光器结构和激发机理332

二、氩离子激光器工作特性334

第三节氦镉激光器334

一、氦镉激光器结构和激发机理335

二、氦镉激光器工作特性336

三、空心阴极氦镉激光器336

第四节红宝石激光器337

一、红宝石激光器结构337

二、红宝石激光器的激发机理337

三、红宝石激光器的工作特性339

第五节掺钕钇铝石榴石激光器339

一、掺钕钇铝石榴石激光器的结构和激发机理339

二、掺钕钇铝石榴石激光器的输出特性340

第六节半导体激光器340

一、半导体激光器的特征340

二、半导体激光器的结构与工作原理341

三、半导体激光器的工作特性342

四、连续室温半导体激光器343

第二十章激光技术345

第一节激光稳频技术345

一、概述345

二、激光频率的稳定方法346

第二节激光模式选择技术346

一、横模选择技术347

二、纵模选择技术350

三、模式测量方法353

第三节激光调制技术356

一、激光调制概述356

二、电光调制356

三、声光调制362

第四节激光偏转技术367

一、机械偏转法368

二、电光偏转法368

三、声光偏转法370

第二十章复习思考题372

第二十一章激光在印刷工业中的应用373

第一节 激光印字机373

第二节激光制版374

一、电子分色机374

二、激光自动照相排版机375

三、激光直接制版376

第三节电子出版379

一、CD-ROM光盘380

二、利用光盘提供原文和即期发行381

三、杂志出版电子化381

四、电子出版系统381

第四节激光全息印刷382

一、全息印刷的工艺过程382

二、全息印刷的应用385

第二十一章复习思考题386

参考文献387