Principles of Optics:Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light
副标题：无
作 者：(德)马科斯·玻恩(Max Born)，(美)埃米尔·沃耳夫(Emil Wolf)著;杨葭荪等译
分类号：
ISBN：9787121012563
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简介
本书是一部经典光学世界名著。全书以麦克斯韦宏观电磁理论为基础，系统阐述光在各种媒质中的传播规律，包括反射、折射、偏振、色散、干涉、衍射、散射以及金属光学（吸收媒质）和晶体光学（各向异性媒质）等。几何光学也作为极限情况（波长l→0）而纳入麦克斯韦方程系统，并从衍射观点讨论了光学成像的像差问题。新版增加了计算机层析术、宽带光干涉、非均匀媒质光散射等内容。
本书引文丰富且所涉广泛，上溯历史，下至近代，旁及有关学科和应用，故能于一专著中给读者以宽阔视野与充分求索之空间。全书共十五章，中译本分上下册出版。上册包括“历史引言”和前八章，内容多属基础；下册包括后七章和附录，层次较深。
本书基础性、系统性和学术性兼备，可供光学教学与研究人员包括高年级本科生、研究生等阅读和参考。
[前言] 自从M·玻恩、E·沃耳夫著《光学原理》于1959年问世以来，在这近半个世纪里，光学领域发生了无以比喻、史无前例的巨大变化，特别是激光和光纤通信的诞生和它的相关技术的发展，毫不夸张地说，光学推动了现代经济社会的进步，它已然成为新世纪的重要技术支撑。学光学的人多了，研究光的人多了，基于光科学和技术的产业多了；人们想深入认识光的意识浓厚了，不再满足于那些只限于描述现象和叙述技术的一般专业读物；人们要求在基础层面上从本质上掌握光的规律和驾驭光。正是因为这种原因，以光的电磁波理论麦克斯韦方程为基础的，对光的传播、干涉、衍射以及光学系统进行系统而深入讨论的《光学原理》一书，在国际上吸引着一代又一代的读者，历经近五十年而长盛不衰，甚至有人称《光学原理》是学光学的“圣经”，却不因为它没有涉及激光等现代微观和量子光学而逊色。现在，曾经翻译过第五版（1975年）《光学原理》的北京大学著名光学家杨葭荪教授不顾近八十高龄而毅然亲自对第七版（1999年）的《光学原理》精雕细琢，译成中文再奉献给读者，我对杨教授的重视基础的远见卓识和耕耘在前的为人师表的精神深为钦佩。新版《光学原理》为有志于攀登光学高峰的年轻人提供了一架云梯，如果不是圣经的话；新版《光学原理》昭示人们，掌握基础理论才是发展和创新的根本，根深叶茂，本固枝荣。然而我们不能不看到，毕竟《光学原理》一书未涉及时代前沿的如激光和光纤通信中的基础理论等内容，而这种不足，读者自会另寻佳著来弥补。而无论如何，作为基础性著作的《光学原理》，在经典科学中的地位却不随时光而褪色。在珍惜它、爱护它和吸取它的同时，借此机会愿意向原著者M·玻恩、E·沃耳夫表示崇高的敬意，向中译本的译者杨葭荪教授和出版社的编辑们致以诚挚的慰问和衷心的感谢。
目录
历史引言
第1章 电磁场的基本性质
1.1电磁场
1.1.1麦克斯韦方程
1.1.2物质方程
1.1.3突变面处的边界条件
1.1.4电磁场的能量定律
1.2波动方程和光速
1.3标量波
1.3.1平面波
1.3.2球面波
1.3.3谐波和相速
1.3.4波包和群速
1.4矢量波
1.4.1一般的电磁平面波
1.4.2谐电磁平面波
(a) 椭圆偏振
(b) 线偏振和圆偏振
(c) 偏振态的表征——斯托克斯参量
1.4.3任意形式的谐矢量波
1.5平面波的反射和折射
1.5.1反射定律和折射定律
1.5.2菲涅耳公式
1.5.3反射率和透射率；反射和折射产生的偏振
1.5.4全反射
1.6波在分层媒质中的传播和介质膜理论
1.6.1基本微分方程
1.6.2分层媒质的特性矩阵
(a) 均匀介质膜
(b) 分层媒质作为均匀薄膜的膜堆
1.6.3反射系数和透射系数
1.6.4均匀介质膜
1.6.5周期性分层媒质
第2章 电磁势和电磁极化
2.1真空中的电动势
2.1.1矢势和标势
2.1.2推迟势
2.2极化和磁化
2.2.1用极化强度和磁化强度表示矢势和标势
2.2.2赫兹矢量
2.2.3一个线性电偶极子的场
2.3洛伦兹-洛伦茨公式和初等色散理论
2.3.1介电极化率和磁极化率
2.3.2有效场
2.3.3平均极化率:洛伦兹-洛伦茨公式
2.3.4初等色散理论
2.4用积分方程处理电磁波的传播
2.4.1基本积分方程
2.4.2埃瓦尔德-欧西恩消光定理和洛伦兹-洛伦茨公式的严格推导
2.4.3借助埃瓦尔德-欧西恩消光定理处理平面波的折射和反射
第3章 几何光学基础
3.1对于极短波长的近似处理
3.1.1程函方程的推导
3.1.2光线和几何光学的强度定律
3.1.3振幅矢量的传播
3.1.4推广和几何光学的适用范围
3.2光线的一般性质
3.2.1光线的微分方程
3.2.2折射定律和反射定律
3.2.3光线汇及其焦点特性
3.3几何光学的其他基本定理
3.3.1拉格朗日积分不变式
3.3.2费马原理
3.3.3马吕斯和杜平定理及一些有关定理
第4章 光学成像的几何理论
4.1哈密顿特征函数
4.1.1点特征函数
4.1.2混合特征函数
4.1.3角特征函数
4.1.4旋转折射面的角特征函数近似形式
4.1.5旋转反射面的角特征函数近似形式
4.2理想成像
4.2.1一般定理
4.2.2麦克斯韦“鱼眼”
4.2.3面的无像散成像
4.3具有轴对称的射影变换(直射变换)
4.3.1一般公式
4.3.2远焦情况
4.3.3射影变换的分类
4.3.4射影变换的组合
4.4高斯光学
4.4.1旋转折射面
4.4.2旋转反射面
4.4.3厚透镜
4.4.4薄透镜
4.4.5一般共轴系统
4.5广角光锥的无像散成像
4.5.1正弦条件
4.5.2赫谢耳条件
4.6像散光锥
4.6.1细光锥的焦点特性
4.6.2细光锥的折射
4.7色差和棱镜的色散
4.7.1色差
4.7.2棱镜的色散
4.8辐射度量学和孔径
4.8.1辐射度量学的基本概念
4.8.2光阑和光瞳
4.8.3像的亮度和照度
4.9光线追迹
4.9.1斜子午光线
4.9.2傍轴光线
4.9.3不交轴光线
4.10非球面的设计
4.10.1轴上无像散的实现
4.10.2不晕的实现
4.11投影法图像重建(计算机层析术)
4.11.1引言
4.11.2吸收媒质中的光束传播
4.11.3射线积分和投影
4.11.4N维Radon变换
4.11.5计算机层析术的截面重建和投影-层析定理(projection-slice theorem)
第5章 像差的几何理论
5.1波像差和光线像差；像差函数
5.2施瓦茨蔡耳德微扰程函
5.3初级(赛德尔)像差
5.4初级像差的相加定理
5.5一般共轴透镜系统的初级像差系数
5.5.1利用两条傍轴光线表示的赛德尔公式
5.5.2利用一条傍轴光线表示的赛德尔公式
5.5.3佩茨瓦尔定理
5.6例子:一个薄透镜的初级像差
5.7一般共轴透镜系统的色差
第6章 成像仪器
6.1眼睛
6.2照相机
6.3折射望远镜
6.4反射望远镜
6.5照明仪器
6.6显微镜
第7章 干涉理论基础和干涉仪
7.1引言
7.2两个单色波的干涉
7.3双光束干涉:波阵面分割
7.3.1杨氏实验
7.3.2菲涅耳双面镜和类似装置
7.3.3准单色光条纹和白光条纹
7.3.4使用狭缝光源；条纹的可见度
7.3.5应用于测量光程差:瑞利干涉仪
7.3.6应用于测量光源的角幅度:迈克耳孙测星干涉仪
7.4驻波
7.5双光束干涉:振幅分割
7.5.1平行平面板产生的条纹
7.5.2薄膜产生的条纹；斐索干涉仪
7.5.3条纹的定域
7.5.4迈克耳孙干涉仪
7.5.5特怀曼(Twyman)-格林(Green)干涉仪和有关干涉仪
7.5.6两块全同板产生的条纹:雅满(Jamin)干涉仪和干涉显微镜
7.5.7马赫-曾德尔干涉仪；贝茨波阵面切变干涉仪
7.5.8相干长度；双光束干涉在研究光谱线精细结构中的应用
7.6多光束干涉
7.6.1平行平面板的多光束干涉条纹
7.6.2法布里-珀罗干涉仪
7.6.3应用法布里-珀罗干涉仪研究光谱线的精细结构
7.6.4应用法布里-珀罗干涉仪比较波长
7.6.5陆末-格尔克干涉仪
7.6.6干涉滤波器
7.6.7薄膜多光束干涉条纹
7.6.8两块平行平面板产生的多光束条纹
(a) 单色光和准单色光生成的条纹
(b) 叠加条纹
7.7波长与标准米的比较
第8章 衍射理论基础
8.1引言
8.2惠更斯-菲涅耳原理
8.3基尔霍夫衍射理论
8.3.1基尔霍夫积分定理
8.3.2基尔霍夫衍射理论
8.3.3夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射
8.4过渡到标量理论
8.4.1单色振子产生的像场
8.4.2总像场
8.5各种形状光孔上的夫琅禾费衍射
8.5.1矩孔和狭缝
8.5.2圆孔
8.5.3其他形状的孔
8.6光学仪器中的夫琅禾费衍射
8.6.1衍射光栅
(a) 衍射光栅原理
(b) 光栅的类型
(c) 光栅摄谱仪
8.6.2成像系统的分辨本领
8.6.3显微镜中的成像
(a) 不相干照明
(b) 相干照明——阿贝理论
(c) 相干照明——泽尼克相衬观察法
8.7直边菲涅耳衍射
8.7.1衍射积分
8.7.2菲涅耳积分
8.7.3直边菲涅耳衍射
8.8焦点附近的三维光分布状态
8.8.1用洛默尔函数计算衍射积分
8.8.2强度分布
(a) 几何焦平现上的强度分布
(b) 轴上的强度分布
(c) 几何阴影边界上的强度分布
8.8.3积分强度
8.8.4位相特性
8.9边界衍射波
8.10加伯波前重建成像法(全息学)
8.10.1正全息图的制作
8.10.2重建
8.11瑞利-索末菲衍射积分
8.11.1瑞利衍射积分
8.11.2瑞利-索末菲衍射积分下 册 目 录
第9章 像差的衍射理论
9.1有像差存在时的衍射积分
9.1.1衍射积分
9.1.2位移定理，参考球的变化
9.1.3强度与波阵面平均形变之间的关系
9.2像差函数的展开
9.2.1泽尼克圆多项式
9.2.2像差函数的展开
9.3初级像差的容限条件
9.4与单一像差相联系的衍射图样
9.4.1初级球面像差
9.4.2初级彗差
9.4.3初级像散
9.5扩展物的成像
9.5.1相干照明
9.5.2不相干照明
第10章 部分相干光的干涉和衍射
10.1引言
10.2实多色场的复数表示
10.3光束的相关函数
10.3.1两个部分相干光束的干涉，互相干函数和复相干度
10.3.2互相干的谱表示
10.4准单色光的干涉和衍射
10.4.1准单色光的干涉，互强度
10.4.2扩展不相干准单色光源发出的光的互强度和相干度的计算
(a) 范西特-泽尼克定理
(b) 霍普金斯公式
10.4.3一个例子
10.4.4互强度的传播
10.5宽带光的干涉和谱相干度，相关感生的光谱改变
10.6某些应用
10.6.1扩展的不相干准单色光源像中的相干度
10.6.2聚光镜对显微镜分辨的影响
(a) 中肯照明
(b) 柯勒照明
10.6.3部分相干准单色照明成像
(a) 互强度在光学系统中的传输
(b) 透照物的像
10.7关于互相干的一些定理
10.7.1来自不相干光源光的互相干的计算
10.7.2互相干的传播
10.8部分相干性的严格理论
10.8.1互相干波动方程
10.8.2互相干传播定律的严格表述
10.8.3相干时间和有效谱宽
10.9准单色光的偏振特性
10.9.1准单色平面波的相干矩阵
(a) 完全非偏振光(自然光)
(b) 完全偏振光
10.9.2某些等价表示，光波的偏振度
10.9.3准单色平面波的斯托克斯参量
第11章 严格的衍射理论
11.1引言
11.2边界条件与面电流
11.3平面屏的衍射:巴比涅原理的电磁形式
11.4平面屏的二维衍射
11.4.1二维电磁场的标量性质
11.4.2平面波的角谱
11.4.3利用对偶积分方程表述
11.5半平面对平面波的二维衍射
11.5.1E偏振对偶积分方程的解
11.5.2用菲涅耳积分表示的解
11.5.3解的性质
11.5.4H偏振的解
11.5.5某些数值计算
11.5.6与近似理论及实验结果的比较
11.6半平面对平面波的三维衍射
11.7半平面对局域源的衍射
11.7.1平行于衍射棱边的线电流
11.7.2偶极子
11.8其他问题
11.8.1两个平行的半平面
11.8.2无限个平行错位堆叠的半平面
11.8.3窄条
11.8.4其他问题
11.9解的惟一性
第12章 光被超声波衍射
12.1现象的定性描述和基于麦克斯韦微分方程的理论概要
12.1.1现象的定性描述
12.1.2基于麦克斯韦方程的理论概要
12.2用积分方程法处理光被超声波衍射
12.2.1E偏振的积分方程
12.2.2积分方程的试探解
12.2.3衍射和反射光谱中光波振幅的表达式
12.2.4逐步逼近法的方程解
12.2.5某些特殊情况下第一序和第二序谱线强度的表达式
12.2.6某些定性结果
12.2.7拉曼-纳斯近似
第13章 不均匀媒质产生的散射
13.1标量散射理论基础
13.1.1基本积分方程的推导
13.1.2第一级玻恩近似
13.1.3周期势产生的散射
13.1.4多重散射
13.2散射势重建的衍射层析术原理
13.2.1散射场的角谱表示
13.2.2衍射层析术基本原理
13.3光学截面定理
13.4倒易定理
13.5Rytov级数
13.6电磁波的散射
13.6.1电磁波散射的积分-微分方程
13.6.2远场
13.6.3电磁波散射的光学截面定理
第14章 金属光学
14.1波在导体中的传播
14.2金属表面的折射和反射
14.3金属光学常数的初等电子理论
14.4波在分层导电媒质中的传播，金属膜理论
14.4.1透明衬底上的吸收膜
14.4.2吸收衬底上的透明膜
14.5导电球衍射；米氏理论
14.5.1问题的数学解
(a) 用德拜表示场
(b) 场分量的级数展开
(c) 关于缔合勒让德函数与柱面函数的公式概述
14.5.2米氏公式的某些结果
(a) 分波
(b) 极限情况
(c) 散射光的强度和偏振
14.5.3总散射与消光
(a) 某些一般考虑
(b) 计算结果
第15章 晶体光学
15.1各向异性媒质的介电张量
15.2各向异性媒质中单色平面波的结构
15.2.1相速度和光线速度
15.2.2光在晶体中传播的菲涅耳公式
15.2.3确定传播速度和振动方向的几何作图
(a) 波法线椭球
(b) 光线椭球
(c) 法线面和光线面
15.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质
15.3.1晶体的光学分类
15.3.2光在单轴晶体中的传播
15.3.3光在双轴晶体中的传播
15.3.4晶体中的折射
(a) 双折射
(b) 锥形折射
15.4晶体光学测量
15.4.1尼科耳棱镜
15.4.2补偿器
(a) 四分之一波片
(b) 巴比涅补偿器
(c) 索累补偿器
(d) 伯列克补偿器
15.4.3晶片干涉
15.4.4单轴晶片干涉图
15.4.5双轴晶片干涉图
15.4.6晶体媒质的光轴定位及其主折射率的测定
15.5应力双折射和形序双折射
15.5.1应力双折射
15.5.2形序双折射
15.6吸收晶体
15.6.1光在各向异性吸收媒质中的传播
15.6.2吸收晶片干涉图
(a) 单轴晶体
(b) 双轴晶体
15.6.3二向色性偏振器
附录A 变分法
A.1作为极值必要条件的欧拉方程
A.2希尔伯特独立积分与哈密顿-雅可比方程
A.3致极曲线场
A.4从哈密顿-雅可比方程的解确定全部致极曲线
A.5哈密顿正则方程
A.6被积函数中不显含独立变量时的特殊情况
A.7不连续性
A.8维尔斯特拉斯(Weierstrass)条件和勒让德条件(极值的充分条件)
A.9一个端点约束在一曲面时变分积分的极小值
A.10极小值的雅可比判据
A.11例一:光学
A.12例二:质点系力学
附录B 光学，电子光学和波动力学
B.1基本形式的哈密顿类似
B.2变分形式的哈密顿类似
B.3自由电子的波动力学
B.4光学原理应用于电子光学
附录C 一些积分的渐近近似
C.1最速下降法
C.2稳相法
C.3二重积分
附录D 狄拉克δ函数
附录E 严格推导洛伦兹-洛伦茨定律所用的一个数学引理(2.4.2节)
附录F 电磁场中不连续性的传播(3.1.1节)
F.1联系各个场矢量不连续变化的关系式
F.2运动的不连续面上的场
附录G 泽尼克圆多项式(9.2.1节)
G.1某些一般考虑
G.2径向多项式R±mn(ρ)的显式
附录H 谱相干度(10.5节)不等式|μ12(ν)|≤1的证明
附录I 倒易不等式(10.8.3节)的证明
附录J 两个积分(12.2.2节)的计算
附录K 标量波场中的能量守恒(13.3节)
附录L 琼斯引理(13.3节)的证明
作者索引
主题索引
第1章 电磁场的基本性质
1.1电磁场
1.1.1麦克斯韦方程
1.1.2物质方程
1.1.3突变面处的边界条件
1.1.4电磁场的能量定律
1.2波动方程和光速
1.3标量波
1.3.1平面波
1.3.2球面波
1.3.3谐波和相速
1.3.4波包和群速
1.4矢量波
1.4.1一般的电磁平面波
1.4.2谐电磁平面波
(a) 椭圆偏振
(b) 线偏振和圆偏振
(c) 偏振态的表征——斯托克斯参量
1.4.3任意形式的谐矢量波
1.5平面波的反射和折射
1.5.1反射定律和折射定律
1.5.2菲涅耳公式
1.5.3反射率和透射率；反射和折射产生的偏振
1.5.4全反射
1.6波在分层媒质中的传播和介质膜理论
1.6.1基本微分方程
1.6.2分层媒质的特性矩阵
(a) 均匀介质膜
(b) 分层媒质作为均匀薄膜的膜堆
1.6.3反射系数和透射系数
1.6.4均匀介质膜
1.6.5周期性分层媒质
第2章 电磁势和电磁极化
2.1真空中的电动势
2.1.1矢势和标势
2.1.2推迟势
2.2极化和磁化
2.2.1用极化强度和磁化强度表示矢势和标势
2.2.2赫兹矢量
2.2.3一个线性电偶极子的场
2.3洛伦兹-洛伦茨公式和初等色散理论
2.3.1介电极化率和磁极化率
2.3.2有效场
2.3.3平均极化率:洛伦兹-洛伦茨公式
2.3.4初等色散理论
2.4用积分方程处理电磁波的传播
2.4.1基本积分方程
2.4.2埃瓦尔德-欧西恩消光定理和洛伦兹-洛伦茨公式的严格推导
2.4.3借助埃瓦尔德-欧西恩消光定理处理平面波的折射和反射
第3章 几何光学基础
3.1对于极短波长的近似处理
3.1.1程函方程的推导
3.1.2光线和几何光学的强度定律
3.1.3振幅矢量的传播
3.1.4推广和几何光学的适用范围
3.2光线的一般性质
3.2.1光线的微分方程
3.2.2折射定律和反射定律
3.2.3光线汇及其焦点特性
3.3几何光学的其他基本定理
3.3.1拉格朗日积分不变式
3.3.2费马原理
3.3.3马吕斯和杜平定理及一些有关定理
第4章 光学成像的几何理论
4.1哈密顿特征函数
4.1.1点特征函数
4.1.2混合特征函数
4.1.3角特征函数
4.1.4旋转折射面的角特征函数近似形式
4.1.5旋转反射面的角特征函数近似形式
4.2理想成像
4.2.1一般定理
4.2.2麦克斯韦“鱼眼”
4.2.3面的无像散成像
4.3具有轴对称的射影变换(直射变换)
4.3.1一般公式
4.3.2远焦情况
4.3.3射影变换的分类
4.3.4射影变换的组合
4.4高斯光学
4.4.1旋转折射面
4.4.2旋转反射面
4.4.3厚透镜
4.4.4薄透镜
4.4.5一般共轴系统
4.5广角光锥的无像散成像
4.5.1正弦条件
4.5.2赫谢耳条件
4.6像散光锥
4.6.1细光锥的焦点特性
4.6.2细光锥的折射
4.7色差和棱镜的色散
4.7.1色差
4.7.2棱镜的色散
4.8辐射度量学和孔径
4.8.1辐射度量学的基本概念
4.8.2光阑和光瞳
4.8.3像的亮度和照度
4.9光线追迹
4.9.1斜子午光线
4.9.2傍轴光线
4.9.3不交轴光线
4.10非球面的设计
4.10.1轴上无像散的实现
4.10.2不晕的实现
4.11投影法图像重建(计算机层析术)
4.11.1引言
4.11.2吸收媒质中的光束传播
4.11.3射线积分和投影
4.11.4N维Radon变换
4.11.5计算机层析术的截面重建和投影-层析定理(projection-slice theorem)
第5章 像差的几何理论
5.1波像差和光线像差；像差函数
5.2施瓦茨蔡耳德微扰程函
5.3初级(赛德尔)像差
5.4初级像差的相加定理
5.5一般共轴透镜系统的初级像差系数
5.5.1利用两条傍轴光线表示的赛德尔公式
5.5.2利用一条傍轴光线表示的赛德尔公式
5.5.3佩茨瓦尔定理
5.6例子:一个薄透镜的初级像差
5.7一般共轴透镜系统的色差
第6章 成像仪器
6.1眼睛
6.2照相机
6.3折射望远镜
6.4反射望远镜
6.5照明仪器
6.6显微镜
第7章 干涉理论基础和干涉仪
7.1引言
7.2两个单色波的干涉
7.3双光束干涉:波阵面分割
7.3.1杨氏实验
7.3.2菲涅耳双面镜和类似装置
7.3.3准单色光条纹和白光条纹
7.3.4使用狭缝光源；条纹的可见度
7.3.5应用于测量光程差:瑞利干涉仪
7.3.6应用于测量光源的角幅度:迈克耳孙测星干涉仪
7.4驻波
7.5双光束干涉:振幅分割
7.5.1平行平面板产生的条纹
7.5.2薄膜产生的条纹；斐索干涉仪
7.5.3条纹的定域
7.5.4迈克耳孙干涉仪
7.5.5特怀曼(Twyman)-格林(Green)干涉仪和有关干涉仪
7.5.6两块全同板产生的条纹:雅满(Jamin)干涉仪和干涉显微镜
7.5.7马赫-曾德尔干涉仪；贝茨波阵面切变干涉仪
7.5.8相干长度；双光束干涉在研究光谱线精细结构中的应用
7.6多光束干涉
7.6.1平行平面板的多光束干涉条纹
7.6.2法布里-珀罗干涉仪
7.6.3应用法布里-珀罗干涉仪研究光谱线的精细结构
7.6.4应用法布里-珀罗干涉仪比较波长
7.6.5陆末-格尔克干涉仪
7.6.6干涉滤波器
7.6.7薄膜多光束干涉条纹
7.6.8两块平行平面板产生的多光束条纹
(a) 单色光和准单色光生成的条纹
(b) 叠加条纹
7.7波长与标准米的比较
第8章 衍射理论基础
8.1引言
8.2惠更斯-菲涅耳原理
8.3基尔霍夫衍射理论
8.3.1基尔霍夫积分定理
8.3.2基尔霍夫衍射理论
8.3.3夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射
8.4过渡到标量理论
8.4.1单色振子产生的像场
8.4.2总像场
8.5各种形状光孔上的夫琅禾费衍射
8.5.1矩孔和狭缝
8.5.2圆孔
8.5.3其他形状的孔
8.6光学仪器中的夫琅禾费衍射
8.6.1衍射光栅
(a) 衍射光栅原理
(b) 光栅的类型
(c) 光栅摄谱仪
8.6.2成像系统的分辨本领
8.6.3显微镜中的成像
(a) 不相干照明
(b) 相干照明——阿贝理论
(c) 相干照明——泽尼克相衬观察法
8.7直边菲涅耳衍射
8.7.1衍射积分
8.7.2菲涅耳积分
8.7.3直边菲涅耳衍射
8.8焦点附近的三维光分布状态
8.8.1用洛默尔函数计算衍射积分
8.8.2强度分布
(a) 几何焦平现上的强度分布
(b) 轴上的强度分布
(c) 几何阴影边界上的强度分布
8.8.3积分强度
8.8.4位相特性
8.9边界衍射波
8.10加伯波前重建成像法(全息学)
8.10.1正全息图的制作
8.10.2重建
8.11瑞利-索末菲衍射积分
8.11.1瑞利衍射积分
8.11.2瑞利-索末菲衍射积分下 册 目 录
第9章 像差的衍射理论
9.1有像差存在时的衍射积分
9.1.1衍射积分
9.1.2位移定理，参考球的变化
9.1.3强度与波阵面平均形变之间的关系
9.2像差函数的展开
9.2.1泽尼克圆多项式
9.2.2像差函数的展开
9.3初级像差的容限条件
9.4与单一像差相联系的衍射图样
9.4.1初级球面像差
9.4.2初级彗差
9.4.3初级像散
9.5扩展物的成像
9.5.1相干照明
9.5.2不相干照明
第10章 部分相干光的干涉和衍射
10.1引言
10.2实多色场的复数表示
10.3光束的相关函数
10.3.1两个部分相干光束的干涉，互相干函数和复相干度
10.3.2互相干的谱表示
10.4准单色光的干涉和衍射
10.4.1准单色光的干涉，互强度
10.4.2扩展不相干准单色光源发出的光的互强度和相干度的计算
(a) 范西特-泽尼克定理
(b) 霍普金斯公式
10.4.3一个例子
10.4.4互强度的传播
10.5宽带光的干涉和谱相干度，相关感生的光谱改变
10.6某些应用
10.6.1扩展的不相干准单色光源像中的相干度
10.6.2聚光镜对显微镜分辨的影响
(a) 中肯照明
(b) 柯勒照明
10.6.3部分相干准单色照明成像
(a) 互强度在光学系统中的传输
(b) 透照物的像
10.7关于互相干的一些定理
10.7.1来自不相干光源光的互相干的计算
10.7.2互相干的传播
10.8部分相干性的严格理论
10.8.1互相干波动方程
10.8.2互相干传播定律的严格表述
10.8.3相干时间和有效谱宽
10.9准单色光的偏振特性
10.9.1准单色平面波的相干矩阵
(a) 完全非偏振光(自然光)
(b) 完全偏振光
10.9.2某些等价表示，光波的偏振度
10.9.3准单色平面波的斯托克斯参量
第11章 严格的衍射理论
11.1引言
11.2边界条件与面电流
11.3平面屏的衍射:巴比涅原理的电磁形式
11.4平面屏的二维衍射
11.4.1二维电磁场的标量性质
11.4.2平面波的角谱
11.4.3利用对偶积分方程表述
11.5半平面对平面波的二维衍射
11.5.1E偏振对偶积分方程的解
11.5.2用菲涅耳积分表示的解
11.5.3解的性质
11.5.4H偏振的解
11.5.5某些数值计算
11.5.6与近似理论及实验结果的比较
11.6半平面对平面波的三维衍射
11.7半平面对局域源的衍射
11.7.1平行于衍射棱边的线电流
11.7.2偶极子
11.8其他问题
11.8.1两个平行的半平面
11.8.2无限个平行错位堆叠的半平面
11.8.3窄条
11.8.4其他问题
11.9解的惟一性
第12章 光被超声波衍射
12.1现象的定性描述和基于麦克斯韦微分方程的理论概要
12.1.1现象的定性描述
12.1.2基于麦克斯韦方程的理论概要
12.2用积分方程法处理光被超声波衍射
12.2.1E偏振的积分方程
12.2.2积分方程的试探解
12.2.3衍射和反射光谱中光波振幅的表达式
12.2.4逐步逼近法的方程解
12.2.5某些特殊情况下第一序和第二序谱线强度的表达式
12.2.6某些定性结果
12.2.7拉曼-纳斯近似
第13章 不均匀媒质产生的散射
13.1标量散射理论基础
13.1.1基本积分方程的推导
13.1.2第一级玻恩近似
13.1.3周期势产生的散射
13.1.4多重散射
13.2散射势重建的衍射层析术原理
13.2.1散射场的角谱表示
13.2.2衍射层析术基本原理
13.3光学截面定理
13.4倒易定理
13.5Rytov级数
13.6电磁波的散射
13.6.1电磁波散射的积分-微分方程
13.6.2远场
13.6.3电磁波散射的光学截面定理
第14章 金属光学
14.1波在导体中的传播
14.2金属表面的折射和反射
14.3金属光学常数的初等电子理论
14.4波在分层导电媒质中的传播，金属膜理论
14.4.1透明衬底上的吸收膜
14.4.2吸收衬底上的透明膜
14.5导电球衍射；米氏理论
14.5.1问题的数学解
(a) 用德拜表示场
(b) 场分量的级数展开
(c) 关于缔合勒让德函数与柱面函数的公式概述
14.5.2米氏公式的某些结果
(a) 分波
(b) 极限情况
(c) 散射光的强度和偏振
14.5.3总散射与消光
(a) 某些一般考虑
(b) 计算结果
第15章 晶体光学
15.1各向异性媒质的介电张量
15.2各向异性媒质中单色平面波的结构
15.2.1相速度和光线速度
15.2.2光在晶体中传播的菲涅耳公式
15.2.3确定传播速度和振动方向的几何作图
(a) 波法线椭球
(b) 光线椭球
(c) 法线面和光线面
15.3单轴晶体和双轴晶体的光学性质
15.3.1晶体的光学分类
15.3.2光在单轴晶体中的传播
15.3.3光在双轴晶体中的传播
15.3.4晶体中的折射
(a) 双折射
(b) 锥形折射
15.4晶体光学测量
15.4.1尼科耳棱镜
15.4.2补偿器
(a) 四分之一波片
(b) 巴比涅补偿器
(c) 索累补偿器
(d) 伯列克补偿器
15.4.3晶片干涉
15.4.4单轴晶片干涉图
15.4.5双轴晶片干涉图
15.4.6晶体媒质的光轴定位及其主折射率的测定
15.5应力双折射和形序双折射
15.5.1应力双折射
15.5.2形序双折射
15.6吸收晶体
15.6.1光在各向异性吸收媒质中的传播
15.6.2吸收晶片干涉图
(a) 单轴晶体
(b) 双轴晶体
15.6.3二向色性偏振器
附录A 变分法
A.1作为极值必要条件的欧拉方程
A.2希尔伯特独立积分与哈密顿-雅可比方程
A.3致极曲线场
A.4从哈密顿-雅可比方程的解确定全部致极曲线
A.5哈密顿正则方程
A.6被积函数中不显含独立变量时的特殊情况
A.7不连续性
A.8维尔斯特拉斯(Weierstrass)条件和勒让德条件(极值的充分条件)
A.9一个端点约束在一曲面时变分积分的极小值
A.10极小值的雅可比判据
A.11例一:光学
A.12例二:质点系力学
附录B 光学，电子光学和波动力学
B.1基本形式的哈密顿类似
B.2变分形式的哈密顿类似
B.3自由电子的波动力学
B.4光学原理应用于电子光学
附录C 一些积分的渐近近似
C.1最速下降法
C.2稳相法
C.3二重积分
附录D 狄拉克δ函数
附录E 严格推导洛伦兹-洛伦茨定律所用的一个数学引理(2.4.2节)
附录F 电磁场中不连续性的传播(3.1.1节)
F.1联系各个场矢量不连续变化的关系式
F.2运动的不连续面上的场
附录G 泽尼克圆多项式(9.2.1节)
G.1某些一般考虑
G.2径向多项式R±mn(ρ)的显式
附录H 谱相干度(10.5节)不等式|μ12(ν)|≤1的证明
附录I 倒易不等式(10.8.3节)的证明
附录J 两个积分(12.2.2节)的计算
附录K 标量波场中的能量守恒(13.3节)
附录L 琼斯引理(13.3节)的证明
作者索引
主题索引
Principles of Optics:Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light
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