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目录

第一章 物理光学概念介绍 6

1.1 几何光学和光线追迹 6

1.2 物理光学和光场追迹 6

1.3 电场、磁场以及坡印廷矢量 8

1.4 振幅、相位及实部和虚部 9

1.5 振幅、相位与偏振 10

1.6菲涅尔公式 11

1.7 全反射 13

1.8倏逝波 13

第二章 光的干涉及干涉系统建模仿真 15

2.1 牛顿环模拟仿真 15

2.1.1 牛顿环反射系统预览 15

2.1.2 光源-平面波 15

2.1.3 牛顿环参数 15

2.1.4 模拟仿真步骤 16

2.1.5总结 23

2.2 Fabry-Pérot标准具干涉 23

2.2.1 F-P标准具系统预览 24

2.2.2 光源-球面波 24

2.2.3 F-P标准具参数 24

2.2.4 球透镜参数 25

2.2.5 模拟仿真步骤 26

2.2.6总结 38

2.3 斐索干涉仪 38

2.3.1 斐索干涉仪系统预览 38

2.3.2 光源-球面波 39

2.3.3 准直透镜参数 39

2.3.4 光束分束器参数 40

2.3.5 参考面参数 40

2.3.6 测试面参数 41

2.3.7 成像透镜 43

2.3.8 模拟仿真步骤 43

2.3.9总结 53

2.4 杨氏双缝干涉 54

2.4.1 杨氏双缝干涉系统预览 54

2.4.2 光源-高斯波 54

2.4.3 双缝-可编程元件 55

2.4.4 模拟仿真步骤 55

2.4.5总结 59

2.5 剪切干涉仪 59

2.5.1 入射面基本参数 60

2.5.2 准直扩束基本参数 60

2.5.3 剪切平板基本参数 61

2.5.4 模拟仿真步骤 61

2.5.5 总结 69

2.6 马赫-曾德尔干涉仪 70

2.6.1 马赫-曾德尔干涉仪系统预览 70

2.6.2 光源基本参数 70

2.6.3 扩束器参数 71

2.6.4 相位延迟元件 71

2.6.5 球透镜基本参数 72

2.6.6 模拟仿真步骤 73

2.6.7 总结 82

2.7 迈克尔逊干涉仪 83

2.7.1 迈克尔逊干涉仪预览 83

2.7.2 光源-高斯光 83

2.7.3 分束器元件参数 84

2.7.4 反射镜基本参数 84

2.7.5 模拟仿真步骤 85

2.7.6 总结 92

第三章 光的衍射及衍射系统建模仿真 93

3.1 单缝衍射 93

3.1.1 光源类型—平面波 93

3.1.2 单缝基本参数 94

3.1.3 模拟仿真步骤 94

3.1.4总结 100

3.2矩孔衍射 100

3.2.1 光源模型—平面波 101

3.2.2 矩孔基本参数 101

3.2.3 模拟仿真步骤 102

3.2.4总结 105

3.3双缝衍射及四缝衍射 106

3.3.1双缝衍射 106

3.3.3双缝参数 107

3.3.4 模拟仿真步骤 107

3.3.5总结 115

3.4四缝衍射 115

3.4.1四缝衍射原理图 115

3.4.2光源模型-平面波 115

3.4.3四缝参数 116

3.4.4 模拟仿真步骤 116

3.4.5总结 122

3.5泊松亮斑 123

3.5.1光源-高斯波 123

3.5.2圆孔参数 124

3.5.3模拟仿真步骤 124

3.5.4参数扫描 128

3.5.5总结 131

3.6菲涅尔波带片 131

3.6.1光源-平面波 131

3.6.2圆孔参数 132

3.6.3模拟仿真步骤 133

3.6.4参数扫描 136

3.6.5总结 137

3.7闪耀光栅 137

3.7.1模拟仿真步骤 138

3.7.2参数扫描 146

3.7.3总结 150

第四章 光的偏振和晶体光学 151

4.1偏振光的介绍及偏振态的描述 151

4.1.1偏振光的介绍 151

4.1.2偏振态的描述 151

4.1.3线偏振光、径向偏振光和角向偏振光的建模 152

4.2偏振光的生成及马吕斯定律 163

4.2.1偏振光的生成 163

4.2.2马吕斯定律 163

4.3偏振光的琼斯矢量表示及偏振转换 167

4.3.1偏振光的琼斯矢量表示 167

4.3.2偏振器件的琼斯矢量表示 168

4.3.3偏振变换 168

4.4单轴晶体的离散效应 177

4.4.1原理介绍 177

4.4.2模拟仿真 178

4.5单轴晶体会聚偏振光的干涉 186

4.5.1模拟仿真 186

4.6双轴晶体的锥形折射效应 192

4.6.1模拟仿真 192

4.7总结 199

第五章 傅里叶光学及全息光学 200

5.1傅里叶光学 200

5.1.1简介 200

5.1.2傅里叶透镜 201

5.1.3傅里叶变换性质 201

5.1.4透镜的成像性质 203

5.1.5透镜傅里叶变换性质的模拟仿真 204

5.2全息光学 208

5.2.1 全息照片的记录 208

5.2.2 全息照片的再现 209

5.2.3实验装置图和参数 210

5.2.4模拟仿真 211

5.2.5总结 227

5.3阿贝成像系统 227

5.3.1阿贝成像简介 227

5.3.2阿贝-波特实验 228

5.3.3阿贝成像系统 229

5.3.4模拟仿真 231

5.3.5总结 238

5.4 4f滤波系统 238

5.4.1 简介 238

5.4.2光学系统模拟仿真 239

5.4.3总结 246
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