图书前言

光信息科学与工程是近年来新发展起来的专业,物理光学作为其必修专业基础课程之一,教学内容和组织结构需要重新部署和调整。物理光学在专业课程设置中起到承前启后的作用,后续课程,例如光电子学、光学信息处理、光电仪器与系统、光纤通信技术等均是在物理光学的理论基础上开展的。为了推进高等教育“质量工程”的实施,本书参照2011年高等学校本科专业目录修订意见,将教学改革的成果和教学实践的经验积累体现到教材建设中。本书结合工科院校新修订培养计划的教学要求,以信息技术为主导、以应用能力培养为目标开设课程的要求,针对光信息科学与工程、光电子技术、电子科学与技术等专业的特色而编写,可以作为高等院校相关专业的本科生教材或者教学参考用书,也可以作为职业技术学院相关专业的教材和教学参考用书。总学时数为40学时左右。

通信、计算机及微电子等技术的迅猛发展对专业课程的设置提出了严峻的挑战,尤其是实行学分制后,各专业的课程在教学部署上都做了相应改变,比如物理光学由原来的68学时调整到40学时左右。目前,物理光学课程还存在如下问题: 内容编排与其前后课程的连贯性不好; 数学推导过程烦琐、内容庞杂,不能很好地突出物理概念; 与前后课程内容多有重复,不能突出应用性等。为了落实新修订培养计划的要求,有必要在教学大纲、内容结构和知识层次上结合专业特点进行整合。如何组织物理光学的教学体系,既避免繁杂的数学推导,又阐明物理光学的基本规律和实践应用,构建独立的知识结构体系,为后续课程打下坚实的理论基础,同时培养学生的逻辑思维能力、总结归纳能力,以及自主创新的意识和能力是本课程亟待解决的问题。学习物理光学要从光的本性、光与物质作用机理的高度出发,把握光学现象的本质,明白光学的基本理论与基本分析方法,能运用光学原理解决实际工程问题,为信息的获取、传递、处理及应用等奠定理论基础。

在本书的编写过程中,对物理光学的教学内容、层次结构、知识的系统性与连贯性等方面均做了认真的研究与探讨。本书主要阐述光的本性和光学基本原理及其应用,探讨运用波的叠加和传播的关系分析干涉、衍射、偏振、旋光等现象,并注重介绍最新光学科技成果及其应用。在知识结构上,以“波的叠加和传播”为主线,以“相位差”为纽带分析光波叠加的共性,阐明物理光学基本原理。本书注重“以主线为纲,抓事物本质”,主线贯穿于课程主要内容中,各章节内容按主线展开,在叙述上由浅入深、循序渐进,强调数学与物理规律的结合,保持共性、突出个性、融会贯通,形成一个统一的整体,既保持了物理光学知识结构的完整性和独立性,又体现了知识的连贯性,并突出其在光信息科学中的特色。本书还选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答案,便于学生自学和复习。

本书由张洪欣、纪延俊、车树良编写。在编写过程中得到了北京邮电大学电子工程学院和滨州学院光电工程系的大力支持,在此一并表示诚挚的感谢。

由于编者学识有限,加之时间仓促,书中难免存在一些疏漏和不足,恳请广大读者不吝斧正。

编者

2015年7月

于北京邮电大学