《Optics, Light and Lasers》教材评介.doc

莂袆袂罿蒅虿螈罿薇袄肇羈芇蚇羃肇荿袃衿肆蒁蚅螅肅薄蒈膃肄莃蚄聿肃蒆薆羅肃薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁螄膇蒆螇螀膇蕿蚀肈膆芈袅羄膅莁蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芁薀蒇袃芀艿螃蝿艿莂薆肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莅蒀螈肀莄蚃薀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈罿薇袄肇羈芇蚇羃肇荿袃衿肆蒁蚅螅肅薄蒈膃肄莃蚄聿肃蒆薆羅肃薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁螄膇蒆螇螀膇蕿蚀肈膆芈袅羄膅莁蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芁薀蒇袃芀艿螃蝿艿莂薆肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莅蒀螈肀莄蚃薀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈罿薇袄肇羈芇蚇羃肇荿袃衿肆蒁蚅螅肅薄蒈膃肄莃蚄聿肃蒆薆羅肃薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁螄膇蒆螇螀膇蕿蚀肈膆芈袅羄膅莁蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芁薀蒇袃芀艿螃蝿艿莂薆肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莅蒀螈肀莄蚃薀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈罿薇袄肇羈芇蚇羃肇荿袃衿肆蒁蚅螅肅薄蒈膃肄莃蚄聿肃蒆薆羅 Optics, Light and Lasers教材评介杨旭（南开大学物理科学学院）一、 出版与作者情况Optics, Light and Lasers（光学，光与激光）一书于2007年由德国Wiley-VCH出版社（网址为www.wiley-vch.de）出版。本书为第二版，对第一版进行了修订和扩充，共560页。本书由德国波恩大学实验物理学教授Dieter Meschede所著。Dieter Meschede教授的研究小组目前的研究课题（实验方向）为：量子信息、量子转移、玻色-玻色混合、超薄光纤非线性光学、铟实验等，目前讲授的课程有：光学实验、春季课程（量子信息链的理解与构建）。Dieter Meschede教授的联系方式：Wegelerstr. 8，Sekretariat Zimmer 307，53115 Bonn Tel: +49 228 / 73 34 77Fax: +49 228 / 73 34 74二、本书的创作背景尽管光学长期以来被认为是经典电磁学的一个分支，然而目前来说，光学已被认为是物理科学里的一个重要分支。有些人甚至说，21世纪将是光子的时代。在讲授和学习光学时，波动光学和干涉往往是非常重要的课题，作为经典场论以及量子力学的学习的预备知识。在教学上讲授这些课题是非常容易的，因此需要更多地去介绍光学的新知识，主要是上世纪60年代激光产生之后的现代光学，比如非线性光学、傅里叶光学、激光光谱学等内容。本书写作的出发点便是基于以上的考虑，介绍了从200多年以前发展起来的经典光学理论到当下最新的进展，如非线性光学、光子冷却与光子材料等。新修订的这一版本在第一版的基础之上，既补充了大量的量子光学方面的内容，又介绍了光子材料、光子光纤等方面的光学材料的章节。三、本书的主要内容本书从经典光学的概念讲起，详细介绍了光与物质的线性与非线性碰撞、现代激光光源的性质以及量子光学的概念。书中从当前研究的范围中选取了数个例子来强调光学当前的进展与科学、技术的联系。著者用浅显易懂的文字解释了深奥的现象，读者将会有所受益。第二版中对上一版的内容进行了更新和扩充，加入了一些新的章节，如量子光学、光子光纤与光子材料，以及激光物理、应用光学的100余道习题。本书大致可以分为四个部分：第一部分为第一章，主要介绍了几何光学的内容；第二部分为第二章到第五章，主要介绍了波动光学的内容；第三部分为第六章到第九章，主要介绍的是激光的基本原理以及各种类型的激光器、激光元件；第四部分为第十章到第十四章，主要介绍了光学领域的最新进展，如光学器件、光谱学、量子光学与非线性光学。在第一章几何光学部分，著者不仅介绍了光线、反射、折射等常见的基础概念，还用一定的篇幅讲解了导波光学与矩阵光学的知识，初步介绍了光纤的一些基础知识。在波动光学部分，著者着重对相干光学以及光在物质中的传播进行了介绍。从电磁波的各种性质（如偏振、衍射等）讲起，到相干光学的基本概念、光学仪器的分辨本领，到光纤、光子材料、光学微腔、全息术等，由浅到深，全面介绍了波动光学的基础知识与最新课题。在激光光学部分，著者首先讲述了激光产生的基本原理，然后用较大的篇幅介绍了各种激光器（如氦氖激光器、气体激光器、半导体激光器等），还介绍了激光的一些动力学知识。在光学领域最新进展这一部分，著者选择了最具代表性的一些课题，如光学探测器件、光谱学、量子光学以及非线性光学，这些内容主要都是在激光产生之后才得以蓬勃发展的新学科。四、本书的主要看点与特点1本书最大的特点就是“全面”。可以看出本书著者在进行这一版的修订工作时确实下了一番功夫，因为本书所涉及的内容，无论哪一章都需用一本书单独来讲述。而著者不仅保证了一定的篇幅来回顾诸如几何光学、波动光学等经典光学理论，还选用了最少的篇幅对光学领域的最新研究内容进行了尽可能系统、全面的介绍。2本书的适用面非常广。对于学习光学知识的学生来说是一本优秀的教材。对从事近代光学领域的研究生和研究员来说可以从本书获取最新的科研进展，如光学微腔、激光动力学、光子冷却等内容。对近代光学感兴趣的研究者和光学工程方面的工程师来说，本书又是一本具有很高价值的参考书。五、本书的社会反映亚马逊网站的编辑评论称：“在光学领域有很多的书，但是没有一本书是面向当代读者的，因此这些书都不如本书这样能够吸引当代读者的注意力。本书对许多问题通过高品质的图片进行了出色的解释，有些图片甚至十分幽默。本书的写作选用了十分简单的语言，很能吸引读者。这本科学论著让人们读起来感到十分的愉快。”六、本书目录5第一章 光线光学1. 人们日常经历中的光线2. 光线光学3. 反射4. 折射5. 费马定理：光程6. 棱镜7. 波导中的光线8. 透镜和曲镜9. 矩阵光学10. 光线光学与粒子光学习题第二章 波动光学1. 电磁辐射场2. 波的类型3. 高斯光束4. 偏振5. 衍射习题第三章 光束在物质中的传播1. 电介质界面2. 复折射率3. 波导与光纤4. 光纤的功能与应用5. 光子材料6. 色散介质中的光脉冲7. 各向异性的光学材料8. 光学调制器习题第四章 光学映像1. 人眼2. 放大镜与目镜3. 显微镜4. 望远镜5. 透镜：设计与象差习题第五章 相干与干涉1. 杨氏双缝2. 相干与对比度3. 双缝干涉实验4. 迈克耳逊干涉仪：空间相干5. 法布里-博罗干涉仪6. 光学腔7. 光学薄膜8. 全息术9. 激光颗粒习题第六章 光与物质1. 经典辐射碰撞2. 双能级原子3. 受激与自发辐射过程4. 反转与放大习题第七章 激光1. 典型系统：氦氖激光器2. 氦氖激光器的模式选择3. 氦氖激光器的光谱特性4. 氦氖激光器的应用5. 其他气体激光器6. 分子气体激光器7. 固体激光器8. 选择的固体激光器9. 具有电子振动态的可调激光器习题第八章 激光动力学1. 激光基本理论2. 激光的速率方程3. 无阈值激光和微腔激光器4. 激光噪声5. 脉冲激光习题第九章 半导体激光器1. 半导体2. 半导体的光学性质3. 异质结构激光4. 半导体激光器的动力学性质5. 激光二极管、二激光激光器、激光系统6. 高功率激光二极管习题第十章 光传感器1. 光探测器的特性2. 振荡的光电子性质3. 光子噪声与探测灵敏度极限4. 热探测器5. 量子传感器1：光学倍增管6. 量子传感器2：半导体传感器7. 定位与图像传感器习题第十一章 激光光谱学1. 激光诱导荧光性2. 吸收与色散3. 光谱线宽4. 消多普勒光谱5. 瞬时现象6. 光力习题第十二章 光子-量子光学简介1. 光表现出量子性质了吗？2. 电磁场的量子化3. 自发辐射4. 弱耦合与强耦合5. 共振荧光性6. 量子光学中的光场7. 双光子光学8. 光子纠缠习题第十三章 非线性光学1：光束混频过程1. 带电失谐振荡器2. 二阶非线性磁化系数3. 波在非线性介质中的传播4. 倍频5. 合频与差频6. 光学参量振荡器习题第十四章非线性光学2：四波混频1. 气体中的三倍频2. 非线性折射率系数（光学克尔效应）3. 自相位调制习题附录A 光学中的数学A1 振荡可测量的光谱分析A2 波印亭理论B 量子力学补充B1 两态系统的时间演化B2 密度矩阵形式B3 态的密度参考书目索引 袈莃薇蚆袇肃莀薂羆膅薆袁羅芇莈螇羄莀薄螃羄腿莇虿羃节蚂薅羂莄蒅袄羁肄蚀螀羀膆蒃蚆聿芈虿薂肈莁蒁袀肈肀芄袆肇芃蒀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄肄膇莁袃肃艿薆蝿膃莁荿蚅膂肁薅薁膁膃莇罿膀莆蚃袅腿蒈蒆螁膈膈蚁蚇螅芀蒄薃螄莂蚀袂袃肂蒂螈袂膄蚈蚄袁芇蒁薀袀葿芃羈袀腿蕿袄衿芁莂螀袈莃薇蚆袇肃莀薂羆膅薆袁羅芇莈螇羄莀薄螃羄腿莇虿羃节蚂薅羂莄蒅袄羁肄蚀螀羀膆蒃蚆聿芈虿薂肈莁蒁袀肈肀芄袆肇芃蒀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄肄膇莁袃肃艿薆蝿膃莁荿蚅膂肁薅薁膁膃莇罿膀莆蚃袅腿蒈蒆螁膈膈蚁蚇螅芀蒄薃