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第1章 相干和干涉术1

1.1 相干条件和对比度1

1.2 空间相干性与杨氏干涉仪2

1.3 相干时间与相干长度5

1.4 时间相干性与迈克耳孙干涉仪8

1.5 空间-时间相干16

1.6 傅里叶变换光谱仪18

1.7 干涉仪和干涉术20

1.7.1 马赫-曾德尔干涉仪21

1.7.2 Sagnac干涉仪22

1.7.3 星体干涉术22

1.8 强度相关和相关干涉术27

第2章 多光束干涉31

2.1 法布里-珀罗干涉仪31

2.2 激光器的纵模谱39

2.2.1 干涉光谱学39

2.2.2 差频分析43

第3章 傅里叶光学45

3.1 光波的空间频率和复振幅46

3.1.1 光波的空间频率46

3.1.2 光波的复振幅描述48

3.2 光波标量衍射理论49

3.2.1 菲涅耳近似50

3.2.2 夫琅和费近似52

3.3 用透镜进行傅里叶变换55

3.4 光学傅里叶变换频谱57

3.4.1 点光源57

3.4.2 平面波58

3.4.3 狭缝59

3.4.4 两个点光源62

3.4.5 余弦光栅62

3.4.6 圆形光阑64

3.4.7 复合衍射系统66

3.5 相干光学滤波69

3.5.1 阿贝两步成像原理69

3.5.2 阿贝-波特空间滤波实验70

3.5.3 4f系统71

3.5.4 低通滤波器或空间频率滤波器72

3.5.5 高通滤波器或暗场方法73

3.5.6 相位滤波器或相衬方法74

3.5.7 半平面滤波器或纹影方法75

3.5.8 实验证明76

3.5.9 全息滤波器或匹配滤波器77

3.5.10 图样识别79

附录：傅里叶变换82

A.1 一维傅里叶变换82

A.2 二维傅里叶变换83

A.3 卷积和自相关84

A.4 傅里叶变换的性质85

4.1.1 全息图记录89

第4章 全息术89

4.1 全息术原理89

4.1.2 图像再现93

4.1.3 像的位置94

4.1.4 相位共扼95

4.2 全息术的成像方程97

4.3 全息图的记录装置102

4.3.1 同轴（In-Line）全息图102

4.3.2 反向全息图103

4.3.3 透射全息图104

4.3.4 白光全息图105

4.3.5 彩虹全息图107

4.4 数字全息术108

4.3.6 全息电影摄影术108

4.4.1 直接模拟109

4.4.2 用方波模拟115

4.5 全息干涉术115

4.5.1 实时干涉测量116

4.5.2 二次曝光方法116

4.5.3 时间平均方法117

4.6 全息干涉技术理论117

4.6.1 实时和二次曝光方法117

4.6.2 时间平均方法119

4.6.3 实时时间平均方法121

第5章 激光散斑123

5.1 强度统计学124

5.2 散斑尺寸126

5.3 散斑照相术130

5.3.1 两次曝光技术130

5.3.2 时间平均技术135

5.4 散斑干涉术138

5.5 流图141

5.6 散斑图像相减144

第6章 非线性光学146

6.1 引言149

6.2 二阶非线性光学149

6.3.1 光学克尔效应155

6.3 三阶非线性光学155

6.3.2 二波混顿158

6.3.3 四波混频159

6.4 非线性波方程163

6.5 三波混频的耦合波理论169

6.5.1 二次谐波的产生171

6.5.2 频率转换175

6.5.3 参量放大和参量振荡176

6.6 四波混顿的耦合波理论178

第7章 光折变效应和光折变非线性光学184

7.1 光折变效应184

7.2 光折变晶体内的空间电荷场186

7.3 光折变效应的带输运模型191

7.4 光生伏打效应198

7.4.1 光生伏打效应198

7.4.2 光生伏打效应对空间电荷场的影响200

7.5 相位光栅的非静态记录203

7.5.1 直流场记录运动干涉条纹204

7.5.2 外加交变电场记录不动干涉条纹208

7.6 垂直场几何配置下的空间电荷场210

7.7 光折变体相位栅216

7.7.1 LiNbO3光折变晶体中的光折变体相位栅217

7.7.2 BaTiO3和SBN光折变晶体中的光折变体相位栅220

7.7.3 立方光折变晶体（GaAs,BSO）中的光折变体相位栅221

7.8 光折变晶体中简并二波混频222

7.8.1 对称透射几何配置下的二波混频224

7.8.2 对称反射几何配置下的二波混顿229

7.9 光学简并四波混顿232

7.9.1 未耗尽泵浦近似解234

7.9.2 四波混频的精确解238

7.10 光折变空间弧子244

第8章 非线性光学材料246

8.1 无机非线性光学材料246

8.1.1 介电和铁电单晶246

8.1.2 电光陶瓷258

8.1.3 半导体材料263

8.1.4 Kerr材料：玻璃277

8.2.1 引言279

8.2 有机非线性光学材料279

8.2.2 有机单晶284

8.2.3 高分子聚合物286

8.2.4 LB膜288

8.2.5 液晶290

8.2.6 C60（富氏烯）293

8.3 半导体量子阱和超晶格294

8.3.1 量子阱297

8.3.2 多量子阱和超晶格300

8.3.3 量子线和量子点301

8.3.4 量子阱的光学性质303

8.3.5 量子阱的电光效应305

9.1 光纤的分类及其工作原理312

第9章 纤维光学312

9.1.1 按结构分类313

9.1.2 按材料分类315

9.2 光纤的色散317

9.2.1 模式色散317

9.2.2 材料色散320

9.2.3 波导色散321

9.3 衰减和损耗321

9.3.1 吸收损耗321

9.3.2 散射损耗321

9.4 光纤传感器323

9.4.2 在光纤端面接传感器324

9.4.1 光纤自身作为传感器324

9.4.3 光束传输与图像传输325

9.4.4 光纤干涉仪327

9.5 光纤通信327

9.5.1 光源329

9.5.2 探测器330

9.5.3 调制332

9.5.4 光纤的通带与信息量334

9.5.5 波分复用（WDM）335

9.6 光学时间孤子335

9.6.1 色散336

9.6.2 非线性339

10.1.1 介质波导原理和平面波导343

第10章 导波光学和集成光学343

10.1 介质波导343

10.1.2 二维波导348

10.1.3 波导的制作349

10.1.4 激光与波导耦合的方式355

10.2 集成光学359

10.2.1 集成光路的优点359

10.2.2 集成光路的分类361

10.3 集成光路器件362

10.3.1 棱镜、透镜和反射镜362

10.3.2 激光器366

10.3.3 波导耦合器和光开关368

10.3.4 调制器372

10.3.5 探测器377

10.4 由光折变空间孤子写入并存储波导378

10.4.1 概述378

10.4.2 光折变空间孤子的主要类型及其特点380

10.4.3 由光折变空间孤子写入波导的基本原理381

10.4.4 由光折变空间孤子写入波导的方法383

10.4.5 研究现状、发展前景及意义386

10.5 光折变相位图和相位元件387

10.5.1 基本原理387

10.5.2 制作方法388

10.5.3 应用前景389

第11章 相干光学在生物医学和环境科学中的应用391

11.1 全息相干术与散斑技术391

11.1.1 生物体微小振动的测量392

11.1.2 生物体微小畸变及表面形貌的检测393

11.1.3 散斑全息干涉成像技术394

11.1.4 内窥全息术395

11.2 光纤传感技术在生命科学和环境科学中的应用396

11.2.1 光纤传感技术在环境科学中的应用396

11.2.2 光纤传感技术在生物医学中的应用398

11.3 新型的生物光学成像技术400

11.4 生物粒子的捕陷与操纵技术403

11.5 生物相干光学材料407