图书前言

随着激光的问世,古老的光学已裂变出众多的分支,傅里叶光学便是其中之一。它是基于傅里叶变换这一有力的数学工具,研究光的衍射特性及其应用的一门学科。“傅里叶光学”这一名称出现于20世纪中后期,但随着激光和光电子技术及器件的迅速发展,以及光信息处理和光成像等技术的广泛应用,尤其是提高光学成像分辨率的迫切需要,使这一新分支的内容愈来愈丰富,应用范围愈来愈宽广。傅里叶光学现已成为有关专业的重要课程之一,也是有关工程技术人员关注的主要内容之一。笔者撰写本书的目的就是为适应这一需要,对傅里叶光学的原理及其应用做一全面的介绍。

本书的内容主要分为三部分: 一是基础,包括学习傅里叶光学所需的数学和光学基础(第1章); 二是原理,包括傅里叶光学基本原理——空间频率、衍射的傅里叶变换计算和透镜傅里叶变换(第2章和第3章); 三是应用,主要包括光全息、光信息处理、光学系统评价和近代成像技术等(第4~9章)。

傅里叶光学的核心内容有三个: 一是光学元件和系统的数学表达,即如何用数学公式表达它们对光波的传输特性(第1章和第3章); 二是如何用傅里叶变换计算光波的传输特性,即衍射特性(第2章和第4章); 三是如何应用傅里叶光学这一有力工具来解决科学技术和工业应用中的实际问题(第5~9章)。其中,第一部分是重中之重,即学习傅里叶光学时要了解傅里叶变换这一数学工具所表达的光学内涵。本书力求对此做清楚的表述。为使读者对傅里叶光学的物理图像有较清楚的了解,而又不必花过多精力于数学推导过程中,因此,本书对公式的数学过程从略,以突出对物理意义的阐述。为使读者了解傅里叶光学的应用前景,本书在第9章简要介绍了其新进展。

本书是在廖延彪于1980年编写的清华大学校内教材的基础上修改而成。其中,马晓红博士撰写了第5章5.5节和第9章的内容; 李宏升博士对原校内教材进行了全面细致的校对,改正了其中的印刷错误,并提出了许多宝贵的修改意见。全书最后由廖延彪定稿。

在本书的修改过程中,不少教师和研究生提出了许多宝贵意见,对此深表感谢。最后,还要感谢清华大学出版社为本书的出版所做的细致的编辑和出版工作。

由于作者水平有限,书中难免存在不足,欢迎读者批评指正。

作者2016年1月于清华园