光学理论的分析往往伴随着复杂的数理过程，如何将光学领域晦涩难懂的理论转化为直观、可操作的可视化分析过程是一大挑战。本书正是为应对这一挑战而生。本书针对物理光学、应用光学等专业基础课程中核心基础知识点的数值仿真问题进行阐述。全书基于开源程序设计语言Python编写，既涵盖了Python语言的基础、核心数值仿真工具包及典型开发环境，又在此基础上分别就波动光学与应用光学主要内容的Python语言仿真方法进行了详细介绍。

张来线，男，1986-，航天工程大学副教授，硕士生导师，2008年本科毕业于北京大学电子信息科学与技术专业，2010年和2014年于中国人民解放军装备学院获光学工程工学硕士学位和通信与信息系统专业工学博士学位。主讲《物理光学》、《傅里叶光学》、《光电子技术》等课程；长期从事光电探测和光电信息处理方面的教学与研究工作，主持与参与省部级以上科研与教改项目20余项，发表论文30余篇，授权软件著作权4项，授权专利10余项，获军队科技进步一等奖1项，三等奖1项。

前言 你会在黑暗中看到光明，你会对这一切有一定的了解［1］。 光学是一门“赋能科学”，有着无数的应用。“光学和光子学技术无处不在： 它们负责制造智能手机和计算设备上的显示屏、携带互联网信息的光纤、先进的精密制造、增强的国防能力以及大量的生物医疗应用，如诊断工具。光学和光子学带来的机遇有可能在未来几十年产生更大的社会影响，包括太阳能发电和新的高效照明，这可能改变世界的能源格局，以及新的光学能力，这对于支持互联网的持续指数增长至关重要［2］。”事实上，如果20世纪是电子的世纪，21世纪就是光子的世纪。因此，对光学的理解对于每一个物理和工程专业的学生来说都是必不可少的。 本书起源于2013年，当时我们中的Vasudevan Lakshminarayanan与一名本科暑期实习生Ritambhar Burman先生(现在是迈阿密大学生物医学工程系的研究生)合作，使用开源编程语言Python开发了一套关于光学各个方面的计算模块［3］。同时，我们决定将最初的尝试进一步扩展为一套更完整的程序和仿真。该项目的第一份报告于2015年在法国波尔多举行的国际光年光学和光子学教育和培训会议上发表。这已经得到了进一步的扩展，部分成果在本书中提供，并且项目得到进一步扩展，本书也提供了部分成果。 为什么要进行仿真？作为教育工作者，我们关心的是让学生理解，一般的物理学，特别是光学，不仅仅是一套数学关系式，这些数学关系式只是描述物理现象的速记。对学生来说，学习关系式背后的概念至关重要。这些概念可以在实验室学习。考虑到没有实验室设施(许多发展中国家都有这种情况)，或时间有限而无法进行实验...