主题目录

  • 课程介绍

        高等光学是现代光学和光电子学的理论基础,是光学工程、光电子技术等专业研究生重要的理论基础课。本课程主要是对电磁场和电磁波理论的较为严密和详细的讲授,目的是为研究生提供更深入的光学理论基础。 

        本课程是从经典电磁场理论出发,主要讨论了光在各向同性介质、各向异性介质以及有限介质中的传播规律,共分五章。第一章光的电磁理论基础,主要从Maxwell方程和物质方程出发,讲授无源空间和有源空间中的电磁波动方程,及电磁场中的能量和能流;第二章主要讲授无限大均匀各向同性介质中的光波场,包括平面光波、球面光波、柱面光波、高斯光波、平面光波在金属中的传播、光波的色散及散射;第三章主要讨论了光在各向异性介质中的传播规律,包括晶体光学基本方程、晶体光学性质的几何描述方法、晶体的旋光性以及电光、声光效应等;第四章主要讲述光的部分相干理论第五章讨论了有限空间中的传播规律,分为光在平板波导和光纤中的传播规律。

  • 第一章

    光的电磁理论基础

    1.1 数学基础及电磁波谱        1.2 Maxwell方程组

    1.3 物质方程                                1.4 无源空间中的电磁波动方程

    1.5 有源空间中的电磁波动方程    1.6 电磁场中的能量和能流

           介绍光的电磁理论基础,主要从Maxwell方程物质方程出发,讲授无源空间和有源空间中的电磁波动方程,及电磁场中的能量和能流。

  • 第二章

    无限大均匀各向同性介质中的光波场

    2.1 平面电磁波及其性质    2.2 单色球面波及单色柱面波

    2.3 基模高斯光波          2.4 光波在金属表面上的反射和透射

    2.5 光波场的色散

           主要讲授无限大均匀各向同性介质中的光波场,包括平面光波、球面光波、柱面光波、高斯光波、平面光波在金属中的传播、光波的色散及散射。

  • 第三章

    各向异性介质中的光波

    3.1 晶体的各向异性及介电张量    3.2 单色平面波在各向异性晶体中的传播

    3.3 晶体光学性质的几何图形表示    3.4 单色平面波在晶体表面上的反射和折射

    3.5 晶体的电光效应

           主要讨论了光在各向异性介质中的传播规律,包括晶体光学基本方程、晶体光学性质的几何描述方法、晶体的旋光性以及电光、声光效应等。

  • 第四章

    部分相干理论

    4.1 相干性的基本概念                 4.2 多色光场的解析信号描述

    4.3 互相干函数的谱表示               4.4 相干度的测量

    4.5 准单色光的干涉                   4.6准单色光的传播和衍射

    4.7范西特—泽尼克定律                4.8部分相干光衍射

    4.9部分相干场中透镜的傅里叶变换性质    4.10部分相干光的成像

    主要讲述光的部分相干理论。

  • 第五章

    有限空间中的传播规律

    5.1 光在理想平板介质光波导中的传播    5.2 平面光波导的电磁理论

    5.3 光在光纤中的传播

    讨论了有限空间中的传播规律,分为光在平板波导和光纤中的传播规律。