本书为《普通高等教育“十一五”**级规划教材》,是在2000年出版的《高等学校电子信息类规划教材》:《物理光学与应用光学》的基础上修订而成的。
本书以光的电磁理论为理论基础,以物理光学与应用光学为主体内容。第1~4章讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,突出了光学原理在光电子技术中的应用和进展,加强了光的相干性内容,介绍了傅里叶光学、近场光学和二元光学的基础。第5章介绍了光电子技术应用中非常重要的感应双折射和光传播特性的控制。第6章介绍了光的吸收、色散和散射现象。第7~10章介绍了应用光学的基础知识和光在光学仪器中的传播及成像特性。
本书可作为光电子技术、电子科学与技术、光信息科学与技术以及光学工程等专业本科生的专业基础课教材,也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。

第6章 光的吸收、色散和散射
前面几章讨论了光在均匀介质中传播时,因光的波动性所产生的干涉、衍射和偏振等特性。实际上,由于光在传播过程中与介质的相互作用,还会使光的特性发生某些变化。例如,因介质对光波的吸收,会使光强度减弱;不同波长的光在介质中传播速度不同,并按不同的折射角散开,会发生光的色散;光在介质中传播时,会产生散射等。光的吸收、色散和散射是光在介质中传播时所发生的普遍现象。这一章将对这些现象进行简单的讨论。
为了对光与介质的相互作用有较为直观的了解,本章只介绍光与介质相互作用的经典理论,对于处理光与介质相互作用的严格理论——量子理论,因超出本教材的要求,不予讨论。
6.1 光与介质相互作用的经典理论
众所周知,光在介质中的传播过程,就是光与介质相互作用的过程。光在介质中的吸收、色散和散射现象,实际上就是光与介质相互作用的结果。因此,要正确地认识光的吸收、色散和散射现象,就应深入地研究光与介质的相互作用。
正如第1章所指出的,麦克斯韦电磁理论的*重要成就之一就是将电磁现象与光现象联系起来,利用这个理论正确地说明了光在介质中传播时的许多重要性质。例如光的干涉、衍射,以及光与介质相互作用的一些重要现象:法拉第效应、克尔效应等。但是,麦克斯韦电磁理论在说明光的传播现象时,对介质的本性作了过于粗略的假设,即把介质看成是连续的结构,得出了介质中光速不随光波频率变化的错误结论,因此,在解释光的色散现象时遇到了困难。为了克服这种困难,必须要考虑组成介质的原子、分子的电结构,而要正确地描述介质中原子和分子的运动规律,必须利用量子理论。在这里,为了简单起见,只介绍仑兹(Lorentz)提出的电子论,利用这种建立在经典理论基础上的电子论来解释光的吸收、色散和散射,虽然比较粗浅,却能定性地说明问题。
……

绪论
第1章 光在各向同性介质中的传输特性
1.1 光波的特性
1.1.1 光波与电磁波 麦克斯韦电磁方程
1.1.2 几种特殊形式的光波
1.1.3 光波场的时域频率谱
1.1.4 相速度和群速度
1.1.5 光波场的空间频率与空间频率谱
1.1.6 光波的横波性、偏振态及其表示
1.2 光波在各向同性介质界面上的反射和折射
1.2.1 反射定律和折射定律
1.2.2 菲涅耳公式
1.2.3 反射率和透射率
1.2.4 反射和折射的相位特性
1.2.5 反射和折射的偏振特性
1.2.6 全反射
1.3 光波在金属表面上的反射和折射
例题
习题
第2章 光的干涉
2.1 双光束干涉
2.1.1 产生干涉的基本条件
2.1.2 双光束干涉
2.2 平行平板的多光束干涉
2.3 光学薄膜
2.4 典型干涉仪及其应用
2.4.1 迈克尔逊干涉仪
2.4.2 马赫—泽德干涉仪
2.4.3 法布里—珀罗干涉仪
2.4.4 干涉滤光片
2.4.5 薄膜波导
2.5 光的相干性
2.5.1 光的相干性
2.5.2 相干性的定量描述
2.5.3 激光的相干性
2.5.4 干涉的定域性
例题
习题
第3章 光的衍射
3.1 衍射的基本理论
3.1.1 光的衍射现象
3.1.2 惠更斯—菲涅耳原理
3.1.3 基尔霍夫衍射公式
3.2 夫朗和费衍射
3.2.1 夫朗和费衍射装置
3.2.2 夫朗和费矩形孔和圆孔衍射
3.2.3 夫朗和费单缝和多缝衍射
3.2.4 巴俾涅原理(Babinet)
3.3 菲涅耳衍射
3.3.1 菲涅耳圆孔衍射——菲涅耳波带法
3.3.2 菲涅耳直边衍射——振幅矢量加法
3.4 衍射的应用
3.4.1 衍射光栅——光谱仪
3.4.2 波导光栅
3.4.3 全息光栅
3.4.4 波带片
3.4.5 微光学透镜
3.5 傅里叶光学基础
3.5.1 薄透镜对衍射的影响
3.5.2 光学傅里叶变换
3.5.3 傅里叶变换定理的光学模拟
3.6 近场光学简介
例题
习题
第4章 光在各向异性介质中的传输特性
4.1 晶体的光学各向异性
……
第5章 晶体的感应双折射
第6章 光的吸收、色散和散射
第7章 几何光学基础
第8章 理想光学系统
第9章 光学仪器的基本原理
第10章 光学仪器的基本原理
习题参考答案
主要参考书目