天津大学《工程光学（下）》课程教学大纲
课程代码：2020016 课程名称：工程光学
学时：40 学分： 2.5
学时分配：授课：40 上机：实验：实践：实践（周）：
授课学院：精仪学院更新时间：2011-6-14
适用专业：测控技术、生物医学工程
先修课程：高等数学、大学物理
一、课程的性质与目的
本课程是一门学科基础课，主要讲授物理光学方面的基本理论、基本方法及其相关的应用技术。与《工程光学实验》同时开设。
二、教学基本要求
通过本课程的学习，学生应能对物理光学中的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为进一步深入学习光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。
学生应掌握或了解以下基本内容：
1、掌握光的电磁理论及光波叠加的相关知识。
2、了解光在电介质分界面上的反射与折射规律以及光与物质相互作用时产生的吸收、散射、色散等现象。
3、掌握光的干涉、衍射、偏振的相关理论、计算和典型应用。
4、了解傅立叶光学的基本概念和主要理论。
三、教学内容
第十一章光的电磁理论基础
1．麦克斯韦方程组、物质方程、波动方程
2．电磁波的平面波解，包括：平面波、简谐波解的形式和意义，物理量的关系，电磁波的性质等
3．球面波和柱面波的定义、方程表达式
4．光在电介质分界面的反射和折射
5．吸收、散射和色散
6．波的叠加原理及4种情况下两列波的叠加结果、性质分析
7．相速度和群速度概念
第十二章光的干涉和干涉系统
1．干涉现象和形成干涉的条件
2．杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特点及其现象的应用
3．条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念（包括临界宽度和允许宽度、空间相干性和时间相干性、相干长度和相干时间等）
4．平行平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式5．楔形平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式6．典型双光束干涉系统及其应用
7．平行平板的多光束干涉条件、装置、干涉条纹性质与计算
8．法布里-珀罗干涉仪和干涉滤光片
第十三章光的衍射
1．衍射现象、衍射系统和分类
2．惠更斯原理和夫琅和费衍射公式
3．矩孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析
4．单缝夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析
5．圆孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析，成像系统的分辨本领
6．多缝夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析
7．衍射光栅的方程、特性和种类
第十四章傅立叶光学
1．傅立叶光学的基本概念、发展、与传统光学的联系和区别
2．平面波的复振幅分布，空间频率概念、物理意义，两者关系
3．透镜的傅立叶变换性质和成象性质
4．阿贝成象理论和波特实验
5．光学信息处理实例：相干光、非相干光和白光信息图像处理
第十五章光的偏振和晶体光学基础
1．自然光、偏振光和部分偏振光的定义、特点，偏振度的定义和计算，能够产生偏振光的方法
2．菲涅尔公式、布儒斯特定律和马吕斯定律
3．晶体光学的基本概念（光轴、主平面、主截面、单轴多轴晶体、正负晶体）4．各种起偏器、分束器和波片的结构、作用和工作原理
5．偏振光的矩阵表示
6．偏振光的变换和测定
7．偏振光的干涉原理、装置、公式、光强分布特性
四、学时分配
五、评价与考核方式
平时20%（出勤、作业、随堂测验等）
期中考试30%，期末考试50%六．教材与主要参考资料
教材：郁道银、谈恒英主编，工程光学，机械工业出版社，2006
参考文献：
1．梁铨廷主编，物理光学，机械工业出版社，1980
2．M. 波恩、E. 沃尔夫著，光学原理，科学出版社，1978
3．J. W. Goodman著，傅立叶光学导论，科学出版社，1976
4．蔡怀宇编著，工程光学复习指导与习题解答，机械工业出版社，2009 5．Eugene Hecht原著，张存林改编，Optics, 4th edition,高等教育出版社，2005 6．Born & Wolf, Principles of Optics, 7th edition, Cambridge University Press, 1999
7．Finchan & Freeman, Optics, 9th edition, Cambridge University Press, 1980 8．工程光学网站：202. 113. 13. 85
