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物理光學基礎與模擬應用(普通高等教育測控技術與儀器專業系列教材)

  • 作者:編者:陳洪芳|責編:吉玲
  • 出版社:機械工業
  • ISBN:9787111762140
  • 出版日期:2025/01/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:305
人民幣:RMB 68 元      售價:
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內容大鋼
    本書從教學的普適性出發,注重基礎、強調應用,不僅將傳統內容與現代內容自然融合,還包含學科前沿。本書概念清晰、體系完整,共分7章,包括:光的電磁理論基礎、光波的疊加、雙光束干涉及應用、多光束干涉及應用、光的衍射、光的偏振以及FDTD Solutions軟體基礎模擬及應用。全書以光的電磁理論基礎,光的干涉、衍射和偏振分析為主線,形成較為完整的物理光學知識體系,同時,結合近幾年來重要的光學技術研究成果,介紹了FDTD Solutions光學模擬軟體的使用,穿插了作者多年積累的典型應用案例。
    本書配套教學資源有教學課件、教學大綱、習題解答、授課視頻。本書作為新形態教材,其配套的課程結合了現代信息技術的學習模式和先進的教育理念。
    本書可作為普通高校光電信息、儀器、電子信息及機械等相關專業的教學用書,也可作為儀器儀錶工程、光電信息工程、光學工程等領域技術人員的培訓教材和參考書目。

作者介紹
編者:陳洪芳|責編:吉玲

目錄
前言
第1章  光的電磁理論基礎
  1.1  光的電磁性質
    1.1.1  麥克斯韋方程組
    1.1.2  電磁場的波動方程
  1.2  平面電磁波及其性質
    1.2.1  波動方程的平面電磁波解
    1.2.2  平面電磁波的表示方法
    1.2.3  平面電磁波的性質
    1.2.4  平面電磁波的應用
  1.3  球面波及柱面波
    1.3.1  球面波
    1.3.2  柱面波
    1.3.3  球面波的前沿應用
  1.4  光在兩介質分界面上的反射和折射
    1.4.1  電磁場的邊界條件
    1.4.2  光在介質分界面處的反射和折射
    1.4.3  菲涅耳定律
    1.4.4  菲涅耳定律的討論
    1.4.5  反射比和透射比
  1.5  倏逝波
    1.5.1  倏逝波的概念
  1.51  2倏逝波的應用
  1.6  光的吸收、色散和散射
    1.6.1  光的吸收
    1.6.2  光的色散
    1.6.3  光的散射
  習題
第2章  光波的疊加
  2.1  兩頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加
    2.1.1  代數加法
    2.1.2  複數加法
    2.1.3  合成光波的光強分佈
  2.2  駐波
    2.2.1  駐波表達式
    2.2.2  駐波在生活中的應用
  2.3  兩頻率相同、振動方向相互垂直的光波的疊加
    2.3.1  橢圓偏振光
    2.3.2  幾種特殊情況
    2.3.3  左旋和右旋
    2.3.4  利用全反射產生橢圓和圓偏振光
  2.4  兩頻率不同的光波的疊加
    2.4.1  光學拍
    2.4.2  相速度與群速度
    2.4.3  光學拍的應用
  習題
第3章  雙光束干涉及應用
  3.1  光干涉的基本條件及實現方法
    3.1.1  干涉的基本條件
    3.1.2  實現干涉的基本方法

  3.2  楊氏雙縫干涉
    3.2.1  楊氏雙縫干涉的原理
    3.2.2  楊氏雙縫干涉的強度分佈
    3.2.3  楊氏雙縫干涉的條紋形狀
    3.2.4  其他分波前干涉裝置
  3.3  影響干涉條紋對比度的因素
    3.3.1  兩相干光波振幅比的影響
    3.3.2  光源大小的影響
    3.3.3  光源非單色性的影響
  3.4  干涉條紋的類型和位置
    3.4.1  條紋的類型
    3.4.2  條紋的定域
    3.4.3  條紋的位置
  3.5  平行平面膜的雙光束干涉
    3.5.1  平行平面膜的雙光束干涉原理
    3.5.2  平行平面膜的雙光束干涉應用
  3.6  楔形膜的雙光束干涉
    3.6.1  楔形膜的雙光束干涉原理
    3.6.2  楔形膜的雙光束干涉圖樣
    3.6.3  楔形膜雙光束干涉的應用
  3.7  雙光束干涉儀
    3.7.1  邁克爾遜干涉儀
    3.7.2  激光干涉儀引力波探測器
    3.7.3  泰曼干涉儀
    3.7.4  斐索干涉儀
    3.7.5  激光外差干涉儀
    3.7.6  白光干涉儀
  習題
第4章  多光束干涉及應用
  4.1  多光束干涉的原理
    4.1.1  多光束干涉的強度分佈
    4.1.2  多光束干涉圖樣的特點
    4.1.3  干涉條紋的銳度
  4.2  法布里.珀羅干涉儀
    4.2.1  法布里.珀羅干涉儀的結構和原理
    4.2.2  法布里一珀羅干涉儀的應用
  4.3  薄膜波導
    4.3.1  薄膜波導的傳播模式
    4.3.2  薄膜波導中的場分佈
    4.3.3  薄膜波導的光耦合
  習題
第5章  光的衍射
  5.1  惠更斯-菲涅耳原理
    5.1.1  惠更斯原理
    5.1.2  惠更斯-菲涅耳原理的數學表達式
  5.2  基爾霍夫衍射理論
    5.2.1  亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理
    5.2.2  菲涅耳-基爾霍夫衍射公式
    5.2.3  巴俾涅原理
  5.3  菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射

    5.3.1  兩類衍射現象的特點
    5.3.2  兩類衍射的近似計算公式
  5.4  矩形孔和單縫的夫琅禾費衍射
    5.4.1  夫琅禾費衍射裝置
    5.4.2  夫琅禾費衍射公式的意義
    5.4.3  矩形孔的夫琅禾費衍射
    5.4.4  單縫的夫琅禾費衍射
  5.5  圓孔的夫琅禾費衍射
    5.5.1  強度公式
    5.5.2  衍射圖樣分析
  5.6  光學成像系統的衍射和分辨本領
    5.6.1  成像系統的衍射現象
    5.6.2  成像系統的分辨本領
    5.6.3  光刻機突破衍射極限
  5.7  雙縫夫琅禾費衍射
    5.7.1  雙縫衍射強度分佈
    5.7.2  雙縫衍射的應用——瑞利干涉儀
  5.8  多縫夫琅禾費衍射
    5.8.1  強度分佈
    5.8.2  多縫衍射圖樣
  5.9  衍射光柵
    5.9.1  光柵的分光性能
    5.9.2  閃耀光柵
    5.9.3  邁克爾遜階梯光柵
    5.9.4  莫爾條紋
  習題
第6章  光的偏振
  6.1  偏振光概述
    6.1.1  自然光和偏振光的特點
    6.1.2  獲得偏振光的方法
    6.1.3  馬呂斯定律和消光比
  6.2  偏振器件
    6.2.1  晶體的雙摺射
    6.2.2  偏振稜鏡
    6.2.3  波片
    6.2.4  補償器
  6.3  偏振光和偏振器件的矩陣表示
    6.3.1  偏振光的矩陣表示
    6.3.2  正交偏振
    6.3.3  偏振器件的矩陣表示
  6.4  偏振光的干涉
    6.4.1  平行偏振光的干涉
    6.4.2  會聚偏振光的干涉
  6.5  旋光效應
    6.5.1  旋光測量裝置
    6.5.2  旋光效應的解釋
    6.5.3  科紐稜鏡
    6.5.4  磁致旋光效應
  6.6  電光效應
    6.6.1  克爾效應

    6.6.2  泡克爾效應
    6.6.3  激光的光強調製
  習題
第7章  FDTD Solutions軟體基礎模擬及應用
  7.1  FDTD Solutions軟體概述
    7.1.1  Yee元胞與FDTD空間節點演算法
    7.1.2  Lumerical公司與FDTD Solutions軟體
  7.2  軟體基本操作介紹
    7.2.1  軟體安裝方法
    7.2.2  用戶界面
  7.3  模擬建立與結果分析
    7.3.1  模擬流程
    7.3.2  創建材料
    7.3.3  模擬結構建立
    7.3.4  模擬區域建立
    7.3.5  添加光源
    7.3.6  添加監視器
    7.3.7  模擬前檢查
    7.3.8  開始模擬
    7.3.9  查看結果
  7.4  FDTD Solutions在前沿技術中的應用
    7.4.1  光學超表面
    7.4.2  廣義折反射定律
  7.41  3光學偏振態分析
    7.4.4  電信波長下的v形天線超薄聚焦透鏡
    7.4.5  光學隱身
    7.4.6  AR塗層
  習題
參考文獻

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