本書譯自美國弗吉尼亞理工大學潘定中和韓國首爾世宗大學金兌根所著EngineeringOpticswithMATLAB(secondedition)一書,該書詳細介紹了工程光學的基本原理,重點闡述了幾何光學的矩陣形式理論、波的傳播和衍射、傅里葉光學的基本知識,以及聲光、電光的基本原理和應用等。本書提供了常用軟件工具MATLAB對理論和應用進行建模的經(jīng)驗。
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2008年1月獲哈爾濱工業(yè)大學光學工程專業(yè)博士學位。2008年4月至今在昆明理工大學理學院工作,2009-2011在浙江大學和美國哈佛大學數(shù)學系進行博士后研究。2018-2020在美國弗吉尼亞理工大學進行訪問學者研究。2012-2019擔任昆明理工大學理學院副院長,2018-2022教育部光電信息科學與工程專業(yè)教學指導委員會委員,云南省光電信息科學與工程專業(yè)教指委副主任,云南省中青年學術和技術帶頭人后備人才,云南省“興滇人才-產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才”,云南省現(xiàn)代信息光學重點實驗室主任,云南省現(xiàn)代信息光學虛擬仿真實驗負責人,云南省物理學會第十四屆理事會理事。光電信息工程主持多項信息光學相關的科研項目,包括3項國家自然科學基金、1項云南省自然科學基金重點項目、1項云南省自然科學基金面上項目、1項教育部項目等教育部光電信息科學與工程專業(yè)教學指導委員會委員;中國光學學會全息與光信息處理專業(yè)委員會常務委員;美國光學學會OSA委員,IEEE委員等
目錄
第1章 幾何光學1
1.1 費馬原理1
1.2 反射和折射3
1.3 非均勻介質中的光線傳播:光線方程5
1.4 近軸光學中的矩陣方法14
1.4.1 光線傳輸矩陣14
1.4.2 舉例19
1.4.3 光學系統(tǒng)的基點22
1.5 反射矩陣和光學諧振腔25
1.6 利用MATLAB的幾何光學28
習題31
參考文獻33
第2章 波的傳播與波動光學35
2.1 麥克斯韋方程:回顧35
2.2 線性波傳播37
2.2.1 行波解37
2.2.2 相量域的麥克斯韋方程組:本征阻抗、坡印亭矢量和極化40
2.2.3 邊界處的電磁波與菲涅耳方程44
2.3 波動光學54
2.3.1 傅里葉變換和卷積54
2.3.2 傳輸?shù)目臻g頻率傳遞函數(shù)與空間脈沖響應58
2.3.3 菲涅耳衍射舉例61
2.3.4 夫瑯禾費衍射61
2.3.5 理想透鏡傅里葉變換的性質64
2.3.6 諧振腔和高斯光束69
2.4 高斯光束光學和MATLAB舉例76
2.4.1 高斯光束的q變換77
2.4.2 MATLAB舉例:高斯光束的傳輸79
習題82
參考文獻85
第3章 非均勻介質和克爾介質中的光傳輸87
3.1 線性非均勻介質中的光傳輸87
3.2 平方律介質中的光傳輸87
3.3 近軸波動方程92
3.4 分步光束傳輸法93
3.5 利用分步光束傳輸法的MATLAB舉例95
3.6 光束在非線性介質中的傳播:克爾介質105
3.6.1 空間孤子106
3.6.2 自聚焦和自散焦108
習題116
參考文獻117
第4章 聲光學119
4.1 定性描述及背景介紹119
4.2 聲光效應:一般形式125
4.3 拉曼-奈斯方程126
4.4 當代方法128
4.5 拉曼-奈斯條件129
4.6 布拉格條件130
4.7 數(shù)值實例134
4.8 聲光效應的現(xiàn)代應用139
4.8.1 激光束的強度調制139
4.8.2 光束偏轉器和頻譜分析儀141
4.8.3 調頻信號的解調142
4.8.4 雙穩(wěn)態(tài)開關143
4.8.5 聲光空間濾波147
4.8.6 聲光外差作用153
習題155
參考文獻157
第5章 電光學160
5.1 介電張量160
5.2 平面波在單軸晶體中的傳輸:雙折射163
5.3 雙折射的應用:波帶片(波片)167
5.4 折射率橢球169
5.5 單軸晶體中的電光效應171
5.6 電光效應的應用174
5.6.1 強度調制174
5.6.2 相位調制180
5.6.3 頻移181
習題182
參考文獻184
索引185