基本信息
书名:现代应用光学
:298.00元
作者:张以谟
出版社:电子工业出版社
出版日期:2018-01-01
ISBN:9787121314735
字数:
页码:1164
版次:01
装帧:精装
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
近年来,应用光学领域中出现了许多新技术。本书基于作者多年光学领域的研究和积累,系统阐述了应用光学的现代理论和应用,并引入这些新技术。全书内容包括波面像差理论及几何像差理论、以非球面和自由光学曲面简化光学系统设计、太阳能电站和现代高效照明中的非成像光学等;反映了应用光学中的前沿技术,如光学系统焦深扩展与衍射极限的突破、微纳光子学和表面等离子体微纳光学设备中的光学系统、自适应光学等;叙述了现代物理光学仪器的光学系统原理,包括光电干涉光学系统、光电光谱仪及分光光度光学系统、偏振光电仪器光学系统及偏振光成像技术等。本书既讲解应用光学基础理论,又涵盖国内外应用光学领域*新的技术理论和实现方法,适合作为相关专业高校师生和广大科研人员的参考书。
目录
目 录
第1章 现代应用光学基础理论概述t1
1.1 概述t1
1.1.1 本书的背景t1
1.1.2 本书的内容安排t1
1.2 光学系统设计中常用的光学材料特征参数t2
1.2.1 光学材料的光学参量t2
1.2.2 热系数及温度变化效应的消除t4
1.2.3 其他玻璃数据t4
1.3 新型光学材料t5
1.3.1 新型光学材料概述t5
1.3.2 光学材料发展概况t6
1.4 液晶材料及液晶显示器t12
1.4.1 液晶材料及其分类t12
1.4.2 常用液晶显示器件的基本结构和工作原理t16
1.4.3 STN-LCD技术t27
1.4.4 液晶光阀技术t32
1.4.5 硅上液晶(LCoS)反射式显示器t36
1.4.6 光计算用SLMt38
1.5 电光源和光电探测器t38
1.5.1 电光源t38
1.5.2 激光器t41
1.5.3 光电导探测器t48
1.5.4 光伏探测器t49
1.5.5 位敏探测器t53
1.5.6 阵列型光电探测器t56
1.6 波像差像质评价基础知识t59
1.6.1 光学系统像差的坐标及符号规则t59
1.6.2 无像差成像概念和完善镜头聚焦衍射模式t60
参考文献t63
第2章 光学非球面的应用t67
2.1 概述t67
2.2 非球面曲面方程t67
2.2.1 旋转对称的非球面方程t67
2.2.2 圆锥曲线的意义t68
2.2.3 其他常见非球面方程t70
2.2.4 非球面的法线和曲率t71
2.3 非球面的初级像差t71
2.3.1 波像差及其与垂轴像差的关系t71
2.3.2 非球面的初级像差t73
2.3.3 折射锥面轴上物点波像差t75
2.3.4 折射锥面轴外物点波像差t76
2.4 微振(perturbed)光学系统的初级像差计算t77
2.4.1 偏心(decentered)光学面t78
2.4.2 光学面的倾斜t80
2.4.3 间隔失调(despace)面t81
2.5 两镜系统的理论基础t82
2.5.1 两镜系统的基本结构形式t82
2.5.2 单色像差的表示式t82
2.5.3 消像差条件式t84
2.5.4 常用的两镜系统t85
2.6 二次圆锥曲面及其衍生高次项曲面t86
2.6.1 消球差的等光程折射非球面t86
2.6.2 经典卡塞格林系统t87
2.6.3 格里高里系统t88
2.6.4 只消球差的其他特种情况t88
2.6.5 R-C(Ritchey-Chrétien)系统及马克苏托夫系统t89
2.6.6 等晕系统的特殊情况t90
2.6.7 库特(Cuder)系统及同心系统t91
2.6.8 史瓦希尔德(Schwarzschield)系统t92
2.6.9 一个消四种初级像差 的系统t93
2.6.10 无焦系统t93
2.7 两镜系统的具体设计过程t93
2.7.1 R-C系统的设计t93
2.7.2 格里高里系统与卡塞格林系统t94
2.8 施密特光学系统设计t95
2.8.1 施密特光学系统的初级像差t95
2.8.2 施密特校正器的计算法t98
2.9 三反射镜系统设计示例t99
2.9.1 设计原则t99
2.9.2 设计过程分析t100
2.9.3 设计示例t101
参考文献t103
第3章 衍射光学元件t105
3.1 概述t105
3.1.1 菲涅耳圆孔衍射――菲涅耳波带法t106
3.1.2 菲涅耳圆孔衍射的特点t108
3.1.3 菲涅耳圆屏衍射t109
3.2 波带片t110
3.2.1 菲涅耳波带片t110
3.2.2 相位型菲涅耳波带片t112
3.2.3 条形或方形波带片t113
3.3 衍射光学器件衍射效率t113
3.3.1 锯齿形一维相位光栅的衍射效率t113
3.3.2 台阶状(二元光学)相位光栅的衍射效率及其计算t114
3.4 通过衍射面的光线光路计算t115
3.5 衍射光学系统初级像差t118
3.5.1 衍射光学透镜的单色初级像差特性t118
3.5.2 折衍混合成像系统中衍射结构的高折射率模型及PWC描述t121
3.5.3 P∞、W∞、C与折衍混合单透镜结构的函数关系t122
3.6 折衍光学透镜的色散性质及色差的校正t123
3.6.1 折衍光学透镜的等效阿贝数νt123
3.6.2 用DOL实现消色差t124
3.6.3 折衍光学透镜的部分色散及二级光谱的校正t125
3.7 衍射透镜的热变形特性t127
3.7.1 光热膨胀系数t127
3.7.2 消热变形光学系统的设计t129
3.7.3 折衍混合系统消热差系统设计示例t130
3.8 衍射面的相位分布函数t132
3.8.1 用于平衡像差的衍射面的相位分布函数t132
3.8.2 用于平衡热像差的衍射面的相位分布函数t133
3.9 多层衍射光学元件(multi-layer diffractive optical elements)t133
3.9.1 多层衍射光学元件的理论分析t134
3.9.2 多层衍射光学元件的结构t134
3.9.3 多层衍射光学元件材料的选择t134
3.9.4 多层衍射光学元件的衍射效率t135
3.9.5 多层衍射光学元件在成像光学系统中的应用举例t136
3.10 谐衍射透镜(HDL)及其成像特点t137
3.10.1 谐衍射透镜t137
3.10.2 谐衍射透镜的特点t137
3.10.3 单片谐衍射透镜成像t138
3.10.4 谐衍射/折射太赫兹多波段成像系统设计示例t139
3.11 衍射光学轴锥镜(简称衍射轴锥镜)t143
3.11.1 衍射轴锥镜t143
3.11.2 设计原理和方法t144
参考文献t150
第4章 非对称光学系统像差理论t153
4.1 波像差与Zernike多项式概述t153
4.1.1 波前像差理论概述t153
4.1.2 角向、横向和纵向像差t154
4.1.3 Seidel像差的波前像差表示t155
4.1.4 泽尼克(Zernike)多项式t162
4.1.5 条纹(fringe)Zernike系数t164
4.1.6 波前像差的综合评价指标t165
4.1.7 色差t167
4.1.8 典型光学元件的像差特性t167
4.2 非对称旋转成像光学系统中像差理论t174
4.2.1 重要概念简介t174
4.2.2 倾斜非球面光学面处理t176
4.2.3 局部坐标系统(LCS)近轴光方法计算单个光学面像差场中心t176
4.2.4 OAR的参数化t179
4.2.5 倾斜和偏心的光学面的定位像差场对称中心矢量(像差场偏移量的推导)t181
4.2.6 基于实际光线计算单个面的像差场中心t182
4.2.7 失调光学系统的波像差表示式t183
4.2.8 举例:LCS近轴计算与其实际光线等价计算的比较t185
4.3 近圆光瞳非对称光学系统三级像差的描述t187
4.3.1 光学系统的像差场为各个面的贡献之和t187
4.3.2 带有近圆光瞳的非旋转对称光学系统中的三级像差t187
4.3.3 节点像差场t191
4.3.4 波前误差以及光线的横向像差t194
4.3.5 非对称光学系统中的三级畸变t195
4.4 非旋转对称光学系统的多节点五级像差:球差t197
4.4.1 非旋转对称光学系统像差概述t197
4.4.2 非旋转对称光学系统的五级像差t198
4.4.3 五级像差的特征节点行为:球差族包括的各项t199
参考文献t203
第5章 光学自由曲面的应用t205
5.1 光学自由曲面概述t205
5.2 参数曲线和曲面t206
5.2.1 曲线和曲面的参数表示t206
5.2.2 参数曲线的代数和几何形式t210
5.3 Bézier曲线与曲面t212
5.3.1 Bézier曲线的数学描述和性质t212
5.3.2 Bézier曲面t215
5.4 B样条(B-spline)曲线与曲面t217
5.4.1 B样条曲线的数学描述和性质t217
5.4.2 B样条曲线的性质t219
5.4.3 B样条曲面的表示t220
5.5 双三次均匀B样条曲面t221
5.5.1 B 样条曲面t221
5.5.2 双三次均匀B样条曲面的矩阵公式t223
5.6 非均匀有理B样条(NURBS)曲线与曲面t224
5.6.1 NURBS曲线与曲面t224
5.6.2 NURBS曲线的定义t224
5.6.3 NURBS表示t226
5.6.4 非均匀有理B样条曲面t228
5.7 Coons曲面t229
5.7.1 基本概念t229
5.7.2 双线性Coons曲面t230
5.7.3 双三次Coons曲面t231
5.8 自由曲面棱镜光学系统t232
5.8.1 自由曲面棱镜概述t232
5.8.2 矢量像差理论及初始结构确定方法t233
5.8.3 自由曲面棱镜设计t236
5.8.4 用光学设计软件设计含自由曲面的光学系统t238
参考文献t239
第6章 共形光学系统t241
6.1 概述t241
6.1.1 共形光学系统的一般要求t241
6.1.2 共形光学系统的主要参量t244
6.1.3 共形光学系统中的像差校正t250
6.1.4 共形光学系统实际应用须考虑的问题t252
6.2 椭球整流罩的几何特性及消像差条件在共形光学系统中的应用t253
6.2.1 椭球面几何特性分析t253
6.2.2 椭球整流罩的几何特性t256
6.2.3 利用矢量像差理论分析椭球整流罩结构的像差特性t258
6.3 基于Wassermann-Wolf方程的共形光学系统设计t259
6.3.1 共形光学系统解决像差动态变化的方法概述t259
6.3.2 共形光学系统的像差分析t260
6.3.3 Wassermann-Wolf非球面理论t261
6.3.4 利用Wassermann-Wolf原理设计共形光学系统t265
6.4 折/反射椭球形整流罩光学系统的设计t268
6.4.1 折/反射椭球形整流罩光学系统的设计原则t269
6.4.2 椭球形整流罩像差分析t269
6.4.3 两镜校正系统初始结构设计原理t269
6.4.4 用平面对称矢量像差理论分析光学系统像差特性t274
6.4.5 设计结果t275
6.5 共形光学系统的动态像差校正技术t276
6.5.1 共形光学系统的固定校正器t276
6.5.2 弧形校正器t278
6.5.3 基于轴向移动柱面―泽尼克校正元件的动态像差校正技术t280
6.6 二元光学元件在椭球整流罩导引头光学系统中的应用t283
6.6.1 二元光学元件的光学特性t284
6.6.2 二元衍射光学元件在椭球形整流罩导引头光学系统中的应用t286
6.6.3 利用衍/射光学元件进行共形整流罩像差校正的研究t288
6.6.4 折/衍混合消热差共形光学系统的设计t291
6.7 利用自由曲面进行微变焦共形光学系统设计t295
6.7.1 自由曲面进行微变焦共形光学系统的特点t295
6.7.2 利用自由曲面的像差校正方法t295
6.8 基于实际光线追迹的共形光学系统设计概述t298
6.8.1 实际光线追迹设计方法可在共形光学系统整个观察视场内得到较好像质t298
6.8.2 实际光线追迹方法概述t299
参考文献t302
第7章 非成像光学系统t308
7.1 引言t308
7.1.1 太阳能热发电技术简介t308
7.1.2 太阳能光伏发电t311
7.1.3 照明非成像光学t312
7.2 非成像光学概述t314
7.2.1 非成像会聚器特性t314
7.2.2 光学扩展不变量t314
7.2.3 会聚度的定义t315
7.3 会聚器理论中的一些几何光学概念t316
7.3.1 光学扩展量的几何光学概念t316
7.3.2 在成像光学系统中像差对会聚度的影响t317
7.3.3 光学扩展量(拉氏不变量)和相空间的广义概念t318
7.3.4 斜不变量t320
7.4 非成像光学的边缘光线原理t322
7.4.1 边缘光线原理t322
7.4.2 边缘光线原理应用――“拉线”方法t322
7.5 复合抛物面会聚器(CPC)t324
7.5.1 光锥会聚器t324
7.5.2 复合抛物面会聚器(CPC)概述t324
7.5.3 复合抛物面会聚器的性质t326
7.5.4 增加复合抛物面会聚器的大会聚角t328
7.6 同步多曲面设计方法t331
7.6.1 SMS方法设计会聚器概述t331
7.6.2 一个非成像透镜的设计:RR会聚器t332
7.6.3 XR会聚器t335
7.6.4 RX会聚器t337
7.7 XX类会聚器t340
7.7.1 XX类会聚器的原理t340
7.7.2 RX1会聚器t341
7.7.3 RX1会聚器的三维分析t341
7.8 非成像光学用于LED照明t343
7.8.1 边缘光线扩展度守恒原理和控制网格算法t344
7.8.2 LED的非成像光学系统设计实例t346
7.8.3 大范围照明光源设计(二维给定光分布设计)t347
7.9 非成像光学用于LED均匀照明的自由曲面透镜t348
7.9.1 均匀照明的自由曲面透镜概述t348
7.9.2 LED浸没式自由曲面透镜设计方法t349
7.9.3 设计示例t351
参考文献t353
第8章 光电光学系统中紧凑型照相光学系统设计t356
8.1 概述t356
8.1.1 数码相机的组成t356
8.1.2 数码相机中图像传感器CCD和CMOS的比较t357
8.1.3 数码相机的分类t359
8.1.4 数码相机的光学性能t364
8.1.5 数码相机镜头的分类和特点t365
8.2 数码相机镜头设计示例t367
8.2.1 球面定焦距镜头设计示例t367
8.2.2 非球面定焦距镜头设计示例t370
8.3 变焦距镜头设计示例t372
8.3.1 变焦透镜组原理t373
8.3.2 非球面变倍镜头初始数据t373
8.3.3 折叠式(潜望式)变焦镜头示例t376
8.4 手机照相光学系统t378
8.4.1 手机照相光学系统概述t378
8.4.2 两片型非球面手机物镜设计示例t379
8.4.3 三片型手机物镜设计t382
8.5 手机镜头新技术概述t385
8.5.1 自由曲面在手机镜头中的应用t385
8.5.2 液体镜头t385
8.6 鱼眼镜头概述t388
8.6.1 鱼眼镜头是“仿生学的示例”t388
8.6.2 鱼眼镜头基本结构的像差校正t390
8.6.3 鱼眼镜头基本光学结构的演变t391
8.6.4 鱼眼镜头的发展t391
8.6.5 鱼眼镜头的光学性能t393
8.6.6 光阑球差与入瞳位置的确定t396
8.6.7 光阑彗差与像差渐晕t398
8.6.8 鱼眼镜头示例与投影方式比较t399
参考文献t402
第9章 光学系统焦深的扩展与衍射极限的突破t405
9.1 概述t405
9.1.1 扩展焦深概述t405
9.1.2 超衍射极限近场显微术概述t409
9.1.3 远场超分辨成像t418
9.2 光学成像系统景深的延拓t420
9.2.1 景深延拓概述t420
9.2.2 延拓景深的方形孔径相位模板t425
9.2.3 增大景深的圆对称相位模板t438
9.3 多环分区圆对称相位模板设计t442
9.3.1 多环分区圆对称相位模板的概念t442
9.3.2 多环分区圆对称相位模板对应系统的特性t448
9.3.3 圆对称相位模板成像系统的优缺点t450
9.3.4 初级像差的影响以及延拓景深图像的复原t451
9.3.5 延拓景深相位模板系统的图像复原与其光学成像系统的光学设计t456
9.3.6 延拓景深光学成像系统的光学设计t460
9.4 轴锥镜(axicon)扩展焦深t468
9.4.1 轴锥镜t468
9.4.2 小焦斑长焦深激光焦点的衍射轴锥镜的设计t476
9.5 近场光学与近场光学显微镜t478
9.5.1 近场光学概念t478
9.5.2 近场扫描光学显微镜(NSOM)t482
9.6 扫描探针显微镜t488
9.6.1 与隧道效应有关的显微镜t489
9.6.2 原子力显微镜(AFM)t491
9.6.3 扫描力显微镜(SFM)t495
9.6.4 检测材料不同组分的SFM技术t498
9.6.5 光子扫描隧道显微镜(PSTM)t499
9.7 原子力显微镜t504
9.7.1 原子力显微镜的基本组成t504
9.7.2 近场力t505
9.7.3 微悬臂力学t507
9.7.4 AFM探测器信号t508
9.7.5 原子力显微镜的测量模式t509
9.7.6 原子力显微镜检测成像技术t512
9.7.7 AFM的优点和正在改进之处t513
9.7.8 电力显微镜(EFM)t513
9.8 远场超高分辨率显微术t516
9.8.1 远场超高分辨率显微术概述t516
9.8.2 4Pi显微镜t517
9.8.3 3D随机光学重建显微镜(STORM)t519
9.8.4 平面光显微镜(SPIM)基本原理t520
9.8.5 福斯特共振能量转移显微镜(FRETM)t521
9.8.6 全内反射荧光显微镜(TIRFM)t522
9.9 衍射光学组件用于扫描双光子显微镜的景深扩展t524
9.9.1 远场超分辨显微镜扩展焦深概述t524
9.9.2 扩展焦深显微光学系统设计t525
9.9.3 扫描双光子显微成像系统的扩展景深实验t528
参考文献t532
第10章 自适应光学技术应用概述t542
10.1 引言t542
10.1.1 自适应光学技术的发展t542
10.1.2 自适应光学系统t544
10.1.3 自适应光学应用技术t545
10.1.4 自适应光学在相控阵系统中的应用t547
10.1.5 高能激光相控阵系统简介t549
10.2 自适应光学系统原理t553
10.2.1 自适应光学概念t553
10.2.2 共光路/共模块自适应光学原理及衍生光路t557
10.3 自适应光学系统的基本组成原理和应用t569
10.3.1 波前传感器t569
10.3.2 波前校正器t578
10.3.3 波前控制器及控制算法t584
10.3.4 激光导星原理及系统t589
10.4 天文望远镜及其自适应光学系统t601
10.4.1 2.16 m望远镜及其自适应光学系统t601
10.4.2 37单元自适应光学系统t608
10.4.3 1.2 m望远镜61单元自适应光学系统t612
10.5 锁相光纤准直器的自适应阵列实验系统t620
10.5.1 概述t620
10.5.2 光纤准直器的自适应阵列中的反馈控制t626
10.6 阵列光束优化式自适应光学的原理与算法t631
10.6.1 光学相控阵技术基本概念t631
10.6.2 优化算法自适应光学t633
10.6.3 阵列光束优化式自适应光学的原理与发展t634
10.6.4 阵列光束优化式自适应光学算法t635
10.7 自适应光学技术在自由空间光通信中的应用t642
10.7.1 自由空间光通信概述t642
10.7.2 自由空间光通信系统概述t643
10.7.3 一些自由空间光通信的示例t649
10.7.4 自适应光学结合脉冲位置调制(PPM)改善光通信性能t653
10.7.5 无波前传感自适应光学(AO)系统t656
10.8 自由空间激光通信终端系统原理t659
10.8.1 终端系统结构和工作原理t659
10.8.2 激光收发子系统t660
10.8.3 捕获跟踪瞄准(ATP)子系统t662
10.8.4 光学平台子系统t662
10.8.5 卫星终端系统概述t666
10.8.6 基于自适应光学技术的星载终端光学系统方案示例t673
10.9 自适应光学技术的其他典型应用举例t675
10.9.1 自适应光学技术在惯性约束聚变技术中的应用概述t675
10.9.2 自适应光学用于月球激光测距t679
10.9.3 自适应光学系统在战术激光武器中的应用简介t682
10.9.4 自适应光学在医学眼科成像中的应用t689
参考文献t696
第11章 微纳投影光刻技术导论t711
11.1 引言t711
11.2 光刻离轴照明技术t717
11.3 投影光刻掩模误差补偿t721
11.4 投影光刻相移掩模t728
11.5 电子投影光刻(EPL)t735
11.6 离子束曝光技术t750
11.7 纳米压印光刻(NIL)技术t754
参考文献t761
第12章 投影光刻物镜t769
12.1 概述t769
12.1.1 光刻技术简介t769
12.1.2 提高光刻机性能的关键技术t769
12.1.3 ArF光刻机研发进展t771
12.1.4 下一代光刻技术的研究进展t772
12.2 投影光刻物镜的光学参量t772
12.2.1 投影光刻物镜的光学特征t772
12.2.2 工作波长与光学材料t774
12.3 投影光刻物镜结构形式t784
12.3.1 折射式投影物镜结构形式t784
12.3.2 折射式光刻投影物镜t785
12.3.3 深紫外(DUV)投影光刻物镜设计要求t786
12.3.4 深紫外(DUV)非球面的投影光刻物镜t786
12.3.5 光阑移动对投影光刻物镜尺寸的影响t787
12.4 光刻物镜的像质评价t788
12.4.1 波像差与分辨率t788
12.4.2 基于Zernike多项式的波像差分解t791
12.4.3 条纹Zernike多项式的不足与扩展t794
12.5 运动学安装机理与物镜像质精修t795
12.5.1 运动学安装机理t795
12.5.2 物镜像质精修t796
12.5.3 投影光刻物镜的像质补偿t796
12.6 进一步扩展NAt801
12.6.1 用Rayleigh公式中的因子扩展NAt801
12.6.2 非球面的引入t802
12.6.3 反射光学元件的引入t802
12.6.4 两次曝光或两次图形曝光技术t803
12.7 浸没式光刻技术t803
12.7.1 浸没式光刻的原理t803
12.7.2 浸没液体t804
12.7.3 浸没式大数值孔径投影光刻物镜t805
12.7.4 偏振光照明t806
12.7.5 投影光刻物镜的将来趋势t808
12.8 极紫外(EUV)光刻系统t810
12.8.1 极紫外(EUV)光源t810
12.8.2 EUVL(extreme ultraviolet lithography)投影光刻系统的主要技术要求t813
12.8.3 两镜EUV投影光刻物镜t815
12.8.4 ETS 4镜原型机t819
12.9 EUVL6镜投影光学系统设计t820
12.9.1 非球面6镜投影光学系统结构t820
12.9.2 分组设计法――渐进式优化设计6片(22 nm技术节点)
反射式非球面投影光刻物镜t821
12.9.3 EUVL照明系统设计要求t825
12.10 鞍点构建方法用于光刻物镜设计t827
12.10.1 构建鞍点的价值函数的基本性质t827
12.10.2 鞍点构建t828
12.10.3 DUV光刻物镜的枢纽t830
12.10.4 深紫外(DUV)光刻物镜设计举例t832
12.10.5 用鞍点构建方法设计EUV投影光刻系统t835
12.10.6 极紫外(EUV)光刻物镜举例t836
12.10.7 鞍点构建设计方法中加入非球面设计概述t837
参考文献t840
第13章 表面等离子体纳米光子学应用t850
13.1 表面等离子体概述t850
13.1.1 表面等离子体相关概念t850
13.1.2 表面等离子体激发方式t852
13.2 SPP产生条件和色散关系t854
13.2.1 电荷密度波(CWD)与激发SPP的条件t854
13.2.2 介电质/金属结构中典型的SPP色散曲线t856
13.3 SPP的特征长度t858
13.3.1 概述t858
13.3.2 SPP的波长λSPPt859
13.3.3 SPP的传播距离δSPPt860
13.3.4 实验t862
13.3.5 SPP场的穿透深度δd和δmt863
13.4 SPP的透射增强t864
13.4.1 透射增强t864
13.4.2 围绕单孔的同心环槽状结构t865
13.4.3 平行于单狭缝的对称线性槽阵列t866
13.5 突破衍射极限的超高分辨率成像和银超透镜的超衍射极限成像t867
13.5.1 超透镜的构成t867
13.5.2 银超透镜t868
13.5.3 银超透镜成像实验t869
13.6 SPP纳米光刻技术t870
13.6.1 表面等离子体共振干涉纳米光刻技术t870
13.6.2 基于背面曝光的无掩模表面等离子体激元干涉光刻t871
13.6.3 在纳米球―金属表面系统中激发间隙模式用于亚30 nm表面等离子体激元光刻t873
13.6.4 用介电质―金属多层结构等离子体干涉光刻t875
13.7 高分辨率并行写入无掩模等离子体光刻t879
13.7.1 无掩模等离子体光刻概述t879
13.7.2 传播等离子体(PSP)和局域等离子体(LSP)t879
13.7.3 纳米等离子体光刻渐进式多阶聚焦方案t880
参考文献t885
第14章 干涉技术与光电系统t892
14.1 概述t892
14.1.1 经典干涉理论t892
14.1.2 光的相干性t893
14.1.3 常用的激光器及其相干性t894
14.2 传统干涉仪的光学结构t897
14.2.1 迈克尔逊(Michelson)干涉仪t897
14.2.2 斐索(Fizeau)干涉仪t898
14.2.3 泰曼-格林(Twyman-Green)干涉仪t899
14.2.4 雅敏(Jamin)干涉仪t900
14.2.5 马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪t901
14.3 激光干涉仪的光学结构t901
14.3.1 激光偏振干涉仪t902
14.3.2 激光外差干涉仪t904
14.3.3 半导体激光干涉仪光学系统t906
14.3.4 激光光栅干涉仪光学系统t907
14.3.5 激光多波长干涉仪t912
14.3.6 红外激光干涉仪t916
14.3.7 双频激光干涉仪t919
14.4 波面与波形干涉系统光学结构t921
14.4.1 棱镜透镜干涉仪光学系统t922
14.4.2 波前剪切干涉仪t923
14.4.3 三光束干涉仪与多光束干涉仪t926
14.4.4 数字波面干涉系统t928
14.4.5 锥度的干涉测量光学结构t930
14.5 表面微观形貌的干涉测量系统t931
14.5.1 相移干涉仪光学结构t931
14.5.2 锁相干涉仪光学结构t931
14.5.3 干涉显微系统光学结构t933
14.5.4 双焦干涉显微镜光学结构t936
14.6 亚纳米检测干涉光学系统t937
14.6.1 零差检测干涉系统t937
14.6.2 外差检测干涉系统t939
14.6.3 自混频检测系统t940
14.6.4 自适应检测系统t942
14.7 X射线干涉仪系统光学结构t943
14.7.1 X射线干涉仪的特点t943
14.7.2 X射线干涉仪的原理t944
14.7.3 X射线干涉仪的应用t944
14.8 瞬态光电干涉系统t945
14.8.1 瞬态干涉光源t945
14.8.2 序列脉冲激光的高速记录t946
14.9 数字全息干涉仪光学结构t948
14.10 光纤干涉光学系统t952
14.10.1 光纤干涉基本原理t952
14.10.2 光纤干涉光学系统结构t952
14.10.3 Sagnac干涉仪:光纤陀螺仪和激光陀螺仪t957
14.10.4 微分干涉仪光学结构t959
14.10.5 全保偏光纤迈克尔逊干涉仪光学结构t961
14.10.6 三光束光纤干涉仪光学结构t962
14.10.7 全光纤白光干涉仪光学结构t963
14.10.8 相位解调技术t965
参考文献t969
第15章 光电光谱仪与分光光学系统设计t972
15.1 光谱与光谱分析概述t972
15.1.1 光谱的形成和特点t972
15.1.2 光谱仪器t975
15.1.3 光谱分析t977
15.2 光电光谱仪器的色散系统t978
15.2.1 棱镜系统t978
15.2.2 平面衍射光栅t983
15.2.3 凹面衍射光栅t989
15.2.4 阶梯光栅t992
15.3 光电光谱仪器的光学系统设计t993
15.3.1 常用的光谱仪器光学系统t993
15.3.2 光谱仪器光学系统的初级像差t994
15.3.3 光谱仪器光学系统的像差校正t997
15.3.4 反射式准直和成像系统的像差t998
15.3.5 常用平面光栅装置类型t1001
15.3.6 凹面光栅光谱装置光学系统t1007
15.4 典型光电光谱仪器光学系统设计t1008
15.4.1 摄谱仪和光电直读光谱仪光学系统设计t1008
15.4.2 单色仪和分光光度计光学系统设计t1015
15.4.3 干涉光谱仪光学系统设计t1027
15.5 激光光谱仪光学系统设计t1030
15.5.1 激光光谱仪t1030
15.5.2 傅里叶变换光谱仪光学系统设计t1032
15.5.3 光谱成像仪光学系统设计t1039
参考文献t1042
第16章 光波的偏振态及其应用t1043
16.1 光波的偏振态t1043
16.1.1 椭圆偏振电磁场t1044
16.1.2 线偏振和圆偏振电磁场t1045
16.1.3 偏振光的描述t1046
16.1.4 偏振光的分解t1051
16.1.5 琼斯矩阵与穆勒矩阵(Mueller matrix)t1052
16.2 偏振光学元件t1056
16.2.1 偏振片t1056
16.2.2 偏振棱镜t1062
16.2.3 退偏器t1067
16.3 偏振棱镜设计与应用示例t1070
16.3.1 偏振耦合测试系统中偏振棱镜的设计t1070
16.3.2 高透射比偏光棱镜t1073
16.3.3 高功率YVO4晶体偏振棱镜t1075
16.4 相位延迟器t1077
16.4.1 相位延迟器概述t1077
16.4.2 双折射型消色差相位延迟器t1078
16.4.3 全反射型消色差相位延迟器原理t1080
16.5 偏振光学用于水下成像t1085
16.5.1 斯托克斯(Stokes)矢量法t1085
16.5.2 水下偏振图像采集光学系统的设计t1088
16.5.3 斯托克斯图像的测量方案t1091
16.6 椭圆偏振薄膜测厚技术t1095
16.6.1 薄膜测量方法概述t1095
16.6.2 椭偏测量技术的特点和原理t1096
16.6.3 椭偏测量系统类型t1097
16.6.4 干涉式椭偏测量技术t1100
16.6.5 外差干涉椭圆偏振测量原理及光学系统t1102
16.6.6 外差椭偏测量仪t1106
16.7 基于斯托克斯矢量的偏振成像仪器t1109
16.7.1 斯托克斯矢量偏振成像仪器概述t1109
16.7.2 多角度偏振辐射计t1114
16.8 共模抑制干涉及其应用t1118
16.8.1 共模抑制干涉技术概述t1118
16.8.2 偏振光在零差激光干涉仪中的应用t1122
16.8.3 利用偏振干涉原理测量表面粗糙度的方法t1126
16.8.4 光功率计分辨率对测量结果的影响t1130
16.8.5 在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪t1132
参考文献t1134
作者介绍
天津大学教授,博士生导师,专业方向:应用光学,光学设计,光学信息处理等。1958年9月天津大学精密仪器专业研究生毕业(当时无学位制),曾任天津大学光学仪器教研室主任、现代光学仪器研究所所长。1995年 1月出任光电子信息工程国家教委开放实验室主任,学术带头人。1983年被评为天津市特等劳动模范, “***中青年科技专家”,国务院特殊津贴与证书获得者,天津市教师等。1990年被选为国际光学工程学会(SPIE)Fellow。1992年被选为14大代表。曾任国务院学位委员会仪器仪表评审组成员,国家基金委员会光学及光电子评审组成员,863光电子专家组作为光计算与光互连责任专家,天津市高校职称评委会副主任等职。中国光学学会常务理事,光电技术专业委员会主任,中国仪器仪表学会光机电及其集成分会等职,国家973计划信息领域咨询组副组长。完成科研项目38项,其中通过鉴定或评议24项(达到或部分成果达到国际水平者16项,部分技术属国际者4项),包括工业内窥系列、粒度仪等6项已投产。另有863专家组验收8项,基金结题8项(含重点、重大基金各1项)。发表论文200余篇;获发明2项, 全国科技大会奖及国家科技进步三等奖各一项;省部级科技进步一等奖2项,二等奖5项, 三等奖3项;已培养博士41人、博士后6人、硕士70余人。
文摘
序言
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