《工程光学（第2版）》系统地介绍了几何光学和波动光学的基础理论。全书共分13章，前9章以几何光学为基础，介绍几何光学的基本定律、球面系统和平面系统的成像规律、高斯光学的基本理论及像差的基本概念，并介绍典型和实用光学系统及部分现代光学系统的原理和特性；第10章至第13章以波动光学为基础，介绍光的电磁理论，光的干涉、衍射、偏振等波动性质及应用。这两部分内容构成了经典光学的完整体系。《工程光学（第2版）》精心安排了有代表性的例题和习题，侧重对关键知识的理解和应用能力的训练，便于读者掌握。
    《工程光学（第2版）》可作为高等院校光学工程、测控、电子信息等相关专业的本科生和研究生的专业基础课教材，也可作为考研及有关工程技术人员的参考书。

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    自从20世纪60年代初期激光出现以来，现代光学得到迅速发展，出现了许多新的学科分支。现代光学工程在认识世界、改造世界的实践中已取得了一系列变革性的进展，并对国防建设、国民经济、日常生活等诸多方面产生巨大的影响。随着现代光学成为21世纪的重要学科，人们也愈加重视光学工程的普及教育。
    现代光学离不开作为基础理论的几何光学和波动光学。本书是光学工程的技术基础课教材，全书分为几何光学和波动光学两大部分。第1章至第9章为几何光学篇，系统地介绍几何光学的基本定律、光学系统基本成像元件的成像规律和高斯光学理论，介绍光学系统的光束限制及其应用、像差的基本概念，在这些基本理论的基础上介绍典型光学系统的工作原理、主要性能和特点，还适当介绍部分实用及现代光学系统的原理与应用。第10章至第13章为波动光学篇，介绍光的电磁理论，光的干涉、衍射、偏振等波动性质与应用。这两大部分内容构成了经典光学的完整体系。
    本书在着重介绍基础光学理论的同时增加了现代光学的部分内容，目的是希望读者在掌握工程光学基本理论的同时也对现代光学的理论及现代光学系统的原理与应用有一定的了解，以拓宽知识面，更好地理解和认识日新月异的新成果和新技术，为今后的创新工作打下良好的基础。

目录
前言
第1章 几何光学的基本定律和物像概念 1
1.1 几何光学的基本定律 1
1.1.1 几何光学的点、线、而 1
1.1.2 几何光学的基本定律 1
1.1.3 费马原理 1
1.2 光学系统的物像概念 5
习题 7
第2章 共轴球面光学系统 8
2.1 符号规则 8
2.1.1 光路方向 8
2.1.2 线量的正负号 8
2.1.3 角度的止负号 9
2.1.4 符号规则的意义 10
2.1.5 光路罔中的符号标注 10
2.2 物体经单个折射球而的成像 10
2.2.1 单球面成像的光路计算 10
2.2.2 近轴区域的物像关系 13
2.2.3 近轴区域的物像放人率 15
2.3 单个反射球面的成像 17
2.4 共轴球面系统的成像 18
习题 21
第3章 理想光学系统 23
3.1 理想光学系统的基本理论 23
3.2 理想光学系统的基点与基而 24
3.2.1 无限远的轴上物点与像方焦点 24
3.2.2 无限远的轴上像点与物方焦点 25
3.2.3 主平面 25
3.2.4 光学泵统的焦距 26
3.2.5 理像光学系统的节点 27
3.3 理想光学系统的物像关系 27
3.3.1 作图法求像 27
3.3.2 解析法求像 30
3.4 理想光学系统的多光组成像 35
3.4.1 多光组成像的一般过程 35
3.4.2 多光组系统的等效系统 37
3.4.3 双光组组合 10
3 .4.4 双光组组合的应用实例 43
3.5 实际光学系统的基点和基面 45
3.5.1 实际系统的基点和基面 45
3.5.2 透镜的基点和基面 46
习题 50
第4章 平面系统 54
4.1 平面镜 55
4.1.1 单平面镜的成像特性 55
4.1.2 双面镜的成像特性 56
4.2 反射棱镜 58
4.2.1 反射棱镜的类型 58
4.2.2 棱镜系统成像的物像坐标变化 59
4.2.3 反射棱镜的等效作用与展丌 60
4.3 平行平面板 62
4.3.1 平行平板的成像特性 62
4.3.2 平行平板对光线位移的计算 63
4.3.3 平行平板的等效空气层 65
4.3.4 共轴球面系统和平面棱镜系统的组合 67
4.4 折射棱镜和光楔 68
4.4.1 拆射棱镜 68
4.4.2 光楔 70
习题 71
第5章 光学系统的光束限制 74
5.1 概述 74
5.2 孔径光阑 76
5.2.1 孔径光阑的判断 76
5.2.2 入射光瞳和出射光瞳 78
5.3 视场光阑 79
5.3.1 视场范围的计算 80
5.3.2 渐晕及其相关计算 81
5.3.3 入射窗和出射窗 83
5.4 渐晕光阑与场镜 83
5.4.1 渐晕光阑 83
5.4.2 场镜 85
5.5 景深和焦深 86
5.5.1 景深 86
5.5.2 焦深 88
5.5.3 远心光路 89
习题 91
第6章 像差概论 93
6.1 轴上点球差 93
6.1.1 球差的概念和形成 93
6.1.2 单个折射球而的齐明点 95
6.1.3 单透镜的球差 96
6.2 彗差 97
6.2.1 彗差的概念和形成 97
6.2.2 孔径光阑埘彗差的影响 100
6.3 细光束像散 100
6.4 细光束场曲 102
6.5 畸变 104
6.6 色差 107
6.6.1 位置色差 108
6.6.2 倍率色差 111
习题 112
第7章 光度学与色度学 114
7.1 视敏函数与颜色视觉 114
7.1.1 视敏函数 114
7.1.2 颜色视觉 115
7.2 光度学中的量及其基本规律 117
7.2.1 光通量 l17
7.2.2 发光强度 117
7.2.3 光照度 118
7.2.4 光亮度 119
7.2.5 光度学巾的基本规律 120
7.3 色度学基础 123
7.3.1 颜色匹配实验 124
7.3.2 CIE标准色度系统 124
7.3.3 CIE色度计算 128
7.3.4 均匀颜色卒问与色差计算 130
7.3.5 光源 133
习题 137
第8章 实用光学系统 138
8.1 人眼光学系统 138
8.1.1 眼睛的结构 138
8.1.2 眼睛的调节和适应 139
8.1.3 眼睛的视力缺陷与校止 141
8.1.4 人眼的分辨力和对准精度 142
8.1.5 双眼市体视觉 144
8.2 放大镜 145
8.2.1 视觉放大率 145
8.2.2 光束限制和线视场 147
8.2.3 放大镜用做目镜 148
8.3 显微镜系统 148
8.3.1 够微镜工作原理与视觉放大率 148
8.3.2 显微镜的光束限制 150
8.3.3 显微镜的分辨力和有效放大率 151
8.3.4 显微镜的应用举例 154
8.4 望远镜系统 157
8.4.1 望远系统的视觉放大率 157
8.4.2 望远系统的分辨力和有效放大率 159
8.4.3 望远镜的光束限制 159
8.4.4 望远镜的转向系统 162
8.5 摄影系统 163
8.5.1 摄影物镜的光学特性 1 63
8.5.2 摄影物镜的景深 166
8.5.3 变焦距物镜 1 66
8.6 投影系统 168
8.6.1 光学性能 168
8.6.2 光度特性 l68
8.6.3 投影物镜的结构形式 169
8.6.4 变形物镜 169
8.7 照明系统 171
习题 173
第9章 现代光学系统 176
9.1 光纤光学系统 176
9.1.1 阶跃型光纤 176
9.1.2 梯度折射率光纤 179
9.1.3 光纤的典型应用 181
9.2 激光光学系统 183
9.2.1 激光束的结构 184
9.2.2 激光束的传播特性 l84
9.2.3 激光聚焦系统和激光扩束系统 188
9.3 红外光学系统 189
9.3.1 红外光学系统的功用与特点 190
9.3.2 几种典型的红外光学系统 191
9.4 菲涅耳透镜 198
习题 202
第10章 光的电磁理论基础 203
10.1 光波的特性 203
10.1.1 麦克斯韦方程组 203
10.1.2 物质方程 205
10.1.3 电磁波动方程 205
10.2 几种简单的光波场 207
10.2.1 简谐平面波 207
10.2.2 珠而波和柱而波 210
10.2.3 电磁场的能量和能流 210
10.3 光波的叠加 211
10.3.1 波的叠加原理 211
10.3.2 同频率、同振动方向单色光波的叠加 212
10.3.3 频率相同、振动方向相互垂直的光波的叠加 213
10.3.4 不同频率单色光波的叠加 213
10.4 光在两种介质分界面上的反射和折射 215
10.4.1 电磁场的边界条件 215
10.4.2 反射定律和折射定律 215
10.4.3 菲涅耳公式 216
10.4.4 非涅耳公式的讨论 218
10.4.5 全反射与倏逝波 221
习题 223
第11章 光的干涉 225
11.1 光波干涉条件和杨氏干涉实验 225
11.1.1 光波干涉条件 225
11.1.2 杨氏干涉实验 226
11.2 干涉条纹的可见度 228
11.2.1 双光束干涉时干涉条纹的可见度 228
11.2.2 光源的非单色性对干涉条纹口可见度的影响 229
11.2.3 光源大小对干涉条纹可见度的影响 231
11.3 平板的取光束干涉 233
11.3.1 干涉条纹的分类 233
11.3.2 等倾干涉 234
11.3.3 等厚干涉 237
11.4 平板干涉的应用 241
11.4.1 迈克耳孙干涉仪 241
11.4.2 泰曼一格林干涉仪和波面干涉技术 244
11.4.3 马赫一曾德尔干涉仪 245
11.5 平行平板的多光束干涉及其应用 245
11.5.1 平行平板多光束干涉的原理 246
11.5.2 法布里一珀罗丁涉仪 249
11.5.3 干涉滤光片 251
11.6 光学薄膜 25l
11.6.1 单层膜 251
11.6.2 多层膜 253
习题 255
第12章 光的衍射 257
12.1 光波的标量衍射理论 257
12.1.1 衍射的基本概念 257
12.1.2 惠更斯一菲涅耳原理 258
12.1.3 两种典型的衍射 259
12.2 菲涅耳衍射 260
12.2.1 菲涅耳半波带法 261
12.2.2 菲涅耳波带片 262
12.3 夫琅禾费衍射 263
12.3.1 矩孔衍射 264
12.3.2 单缝衍射 265
12.3.3 单缝衍射因子的特点 265
12.3.4 多缝衍射 266
12.3.5 网孔衍射 268
12.4 光学成像系统的衍射和分辨本领 270
12.4.1 望远镜的分辨率 271
12.4.2 照相物镜的分辨率 271
12.4.3 鼹微镜的分辨率 271
12.5 衍射光栅 272
12.5.1 衍射光栅概述 272
12.5.2 几种典型衍射光栅 274
习题 276
第13章 光的偏振 278
13.1 偏振光的描述 278
13.1.1 光波的偏振态 278
13.1.2 偏振度 279
13.1.3 偏振态的表示法 280
13.2 各向异性介质中的光波传播特性 282
13.2.1 晶体的光学各向异性 282
13.2.2 平而波在晶体巾的传播 283
13.2.3 甲面波在晶体界面上的双反射和双折射 287
13.3 偏振器件 289
13.3.1 偏振器 289
13.3.2 波片 291
13.3.3 偏振器件的数学描述 292
13.4 偏振光的干涉 295
习题 297
简明习题答案 298
参考文献 303
附录 305

    高斯光学理论的基本核心就是光学系统（也称为理想光组）中物和像的一一对应关系，这些对应关系包括：
    （1）物空间的每一物点，在像空间都有一个和它唯一对应的像点；
    （2）物空间的每一条直线，在像空间都有一条和它唯一对应的直线；
    （3）物空间的每一平面，在像空间都有一个和它唯一对应的平面。
    这种物和像一一对应的关系称为共轭关系，可以证明，按照这一基本理论，还可以得到如下推论：
    （1）如果一条物方光线经过物点P，则对应的像方光线必经过其共轭点P；
    （2）如果物方的平面垂直于光轴，则像方对应的共轭平面也垂直于光轴；
    （3）在任何一对物像共轭的垂轴平面内，垂轴放大率为一常数，即理想光学系统对垂轴的平面物体所成的像具有物像相似的性质。显然，根据上述理论，光学系统的成像必定是完善的、理想的。按照上述理论，如果已知一个光学系统任意一对共轭面的位置及其放大率，同时又已知另外任意两对共轭点的位置，就可以确定其余任意点的物像关系。这可从例3一工得到证明。
    ……