本书（第2版）是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本书第1版是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材。本书是上海理工大学、四川大学、中央民族大学、北京理工大学、北京工业大学、苏州大学、南开大学等校教授依据多年的教学和科研经验，并参考国内、外优秀教材编写而成。

本书分为两部分。前五章介绍光学信息技术的基本理论，包括二维线性系统理论、光的标量衍射理论、光学系统频谱分析、部分相干理论和光全息术。后七章介绍它的主要实际应用，有光学信息存储、光学信息处理、图像的全息显示、光学三维传感、全息散斑干涉计量和在光通信中的应用。本书的特点一是用线性系统的傅里叶方法分析光学问题，把光学看做信息科学技术的一个重要组成部分进行研究；二是密切联系实际，讨论了光学信息技术的各种已经实现和正在发展的应用；三是配有许多独具匠心的习题及附有大量发表在国内外科技刊物及学术会议的有关文献，可以引导读者自学，启发读者思维，培养学生的创新能力。

本书可以作为高等学校“光信息科学与技术”及其他有关光学和光学工程专业的专业课教材，也可以供社会读者阅读。

第1章 二维线性系统分析
  1.1 线性系统
   1.1.1 线性系统的定义
   1.1.2 脉冲响应和叠加积分
  1.2 二维傅里叶变换
   1.2.1 二维傅里叶变换定义及存在条件
   1.2.2 极坐标下的二维傅里叶变换和傅里叶－贝塞尔变换
   1.2.3 虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质
   1.2.4 二维傅里叶变换定理
   1.2.5 常用二维傅里叶变换举例
  1.3 二维线性不变系统
   1.3.1 二维线性不变系统的定义
   1.3.2 二维线性不变系统的传递函数
   1.3.3 线性不变系统的本征函数
   1.3.4 级联系统
  1.4 抽样定理
   1.4.1 函数的抽样
   1.4.2 原函数的复原
   1.4.3 空间－带宽积
  习题
第2章 标量衍射的角谱理论
  2.1 光波的数学描述
   2.1.1 光振动的复振幅和亥姆霍兹方程
   2.1.2 球面波的复振幅表示
   2.1.3 平面波的复振幅表示
   2.1.4 平面波的空间频率
   2.1.5 空间频率的局域化
  2.2 复振幅分布的角谱及角谱的传播
   2.2.1 复振幅分布的角谱
   2.2.2 平面波角谱的传播
   2.2.3 衍射孔径对角谱的作用
  2.3 标量衍射的角谱理论
   2.3.1 惠更斯－菲涅耳－基尔霍夫标量衍射理论的简要回顾
   2.3.2 平面波角谱的衍射理论
   2.3.3 菲涅耳衍射公式
  2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换
  2.5 菲涅耳衍射和分数傅里叶变换
   2.5.1 分数傅里叶变换的定义
   2.5.2 分数傅里叶变换的几个基本性质（证明从略）
   2.5.3 用分数傅里叶变换表示菲涅耳衍射
  习题
第3章 光学成像系统的频率特性
  3.1 透镜的相位变换作用
  3.2 透镜的傅里叶变换性质
   3.2.1 物在透镜之前
   3.2.2 物在透镜后方
   3.2.3 透镜的孔径效应
  3.3 透镜的一般变换特性
  3.4 相干照明衍射受限系统的成像分析
   3.4.1 透镜的点扩散函数
   3.4.2 衍射受限系统的点扩散函数
   3.4.3 相干照明下衍射受限系统的成像规律
  3.5 衍射受限系统的相干传递函数
  3.6 衍射受限系统的非相干传递函数
   3.6.1 非相干成像系统的光学传递函数
   3.6.2 OTF与CTF的关系
   3.6.3 衍射受限的OTF
  3.7 有像差系统的传递函数
  3.8 相干与非相干成像系统的比较
   3.8.1 截止频率
   3.8.2 像强度的频谱
   3.8.3 两点分辨
   3.8.4 其他效应
  习题
第4章 部分相干理论
  4.1 实多色场的复值表示
  4.2 时间相干性、自相干函数与复自相干度
   4.2.1 非单色光的分振幅干涉及其数学描述
   4.2.2 自相干函数与复自相干度
   4.2.3 复自相干度与光功率谱密度的关系
   4.2.4 相干时间和相干长度
  4.3 空间相干性、互相干函数和复相干度
   4.3.1 分波面干涉及其数学描述
   4.3.2 互相干函数和复相干度
   4.3.3 互相干函数和互相干度的测量
  4.4 准单色条件、互强度和复相干因子
   4.4.1 准单色条件
   4.4.2 互强度和复相干因子
   4.4.3 相干面积
  4.5 准单色光的传播和衍射
   4.5.1 自由空间中准单色场互相干性的传播
   4.5.2 薄透明物体对互强度的影响
   4.5.3 部分相干光的衍射
  4.6 范西特－策尼克定理
   4.6.1 范西特－策尼克定理
   4.6.2 均匀圆形光源
   4.6.3 迈克尔逊测星干涉仪
  4.7 部分相干场中透镜的傅里叶变换性质
  4.8 部分相干光成像
   4.8.1 准单色光照明光学系统的物像关系
   4.8.2 准单色光照明下光学系统的频率响应
  习题
第5章 光全息术
  5.1 引言
  5.2 全息术原理———波前记录与再现
   5.2.1 波前记录
   5.2.2 波前再现
   5.2.3 全息实验装置
  5.3 基元全息图分析
  5.4 平面全息图及其衍射效率
   5.4.1 菲涅耳全息图
   5.4.2 傅里叶变换全息图
   5.4.3 无透镜傅里叶变换全息图
   5.4.4 傅里叶变换全息图的两个特例
   5.4.5 像全息图
   5.4.6 相位全息图
   5.4.7 平面全息图的衍射效率
  5.5 体积全息图
   5.5.1 体全息图的记录与再现
   5.5.2 透射体全息和反射体全息
   5.5.3 体全息图的衍射效率
  5.6 计算全息术及其应用
   5.6.1 计算全息图
   5.6.2 计算全息术的应用
  5.7 全息记录介质
   5.7.1 卤化银乳胶
   5.7.2 重铬酸盐明胶
   5.7.3 光致抗蚀剂
   5.7.4 光导热塑
   5.7.5 光致聚合物
   5.7.6 光折变晶体
  习题
第6章 空间光调制器
  6.1 概述
   6.1.1 空间光调制器的基本结构与分类
   6.1.2 空间光调制器的功能
   6.1.3 空间光调制器的基本性能参数
  6.2 液晶光阀
   6.2.1 液晶的光电特性
   6.2.2 光学寻址液晶光阀
   6.2.3 电寻址液晶光阀
  6.3 电光效应器件
   6.3.1 晶体的电光效应及其电光调制原理
   6.3.2 泡克尔斯读出光调制器
   6.3.3 微通道板空间光调制器
   6.3.4 Si－PLZT空间光调制器
  6.4 磁光空间光调制器
   6.4.1 磁性材料的磁化特性与磁光效应
   6.4.2 器件结构
   6.4.3 工作原理
   6.4.4 器件性能
  6.5 表面形变空间光调制器
   6.5.1 G－E表面形变空间光调制器
   6.5.2 数字微反射镜空间光调制器
  6.6 自电光效应器件空间光调制器
  习题
第7章 光信息存储技术
  7.1 引言
  7.2 光盘存储
  7.3 超分辨率光存储技术
  7.4 三维光学存储：双光子存储
  7.5 三维光学存储：体全息存储
   7.5.1 体全息的基本原理
   7.5.2 体全息存储材料的存储机理与特性
   7.5.3 全息存储器的数据传输速率
   7.5.4 全息存储的应用举例
  7.6 四维光学存储
  习题
第8章 光学信息处理技术
  8.1 引言
  8.2 光学频谱分析系统和空间滤波
   8.2.1 阿贝（Abbe）成像理论
   8.2.2 阿贝－波特（Abbe－Porter）实验
   8.2.3 空间频率滤波系统
   8.2.4 空间滤波的傅里叶分析
   8.2.5 滤波器的种类及应用举例
  8.3 相干光学信息处理
   8.3.1 相干光学信息处理系统
   8.3.2 多重像的产生
   8.3.3 图像的相加和相减
   8.3.4 光学微分－像边缘增强
   8.3.5 光学图像识别
   8.3.6 图像消模糊
   8.3.7 综合孔径雷达
  8.4 非相干光学信息处理
   8.4.1 图像的相乘和积分
   8.4.2 图像的相关和卷积
  8.5 白光信息处理
   8.5.1 θ调制假彩色编码
   8.5.2 光学图像的彩色增强和存储
   8.5.3 黑白图像的白光密度假彩色编码
   8.5.4 多重像的产生
  习题
第9章 图像的全息显示
  9.1 引言
  9.2 彩虹全息图
   9.2.1 线全息图消色模糊原理
   9.2.2 彩虹全息图的记录
   9.2.3 彩虹全息图的像质
  9.3 合成全息技术
   9.3.1 二维图片的记录
   9.3.2 平面多路合成全息
   9.3.3 360°合成全息
  9.4 彩色全息术
   9.4.1 彩色全息的激光器和记录材料
   9.4.2 彩色彩虹全息
   9.4.3 反射体积彩色全息
  9.5 全息图的复制
   9.5.1 全息图的光学复制
   9.5.2 全息图的模压复制
   9.5.3 全息图的注塑复制
  9.6 数字像素全息技术
   9.6.1 数字全息图的制作方法
   9.6.2 数字全息图的设计
  9.7 其他全息显示技术
   9.7.1 全息电影
   9.7.2 边缘照明全息
   9.7.3 虚拟全息三维显示
  习题
第10章 光学三维传感
  10.1 主动三维传感的基本概念
   10.1.1 主动照明的三维传感方法
   10.1.2 三种基本的结构照明方式
   10.1.3 三维传感系统的基本组成
  10.2 采用单光束的三维传感
   10.2.1 基本原理与计算公式
   10.2.2 散斑对激光三角法精度的影响
   10.2.3 测量实例（鞋楦三维面形测量）
   10.2.4 基于激光同步扫描的三维面形测量
  10.3 采用激光片光的三维传感
   10.3.1 激光片光的产生
   10.3.2 测量原理
   10.3.3 测量实例
  10.4 相位测量剖面术
   10.4.1 相位测量剖面术的原理
   10.4.2 产生结构照明的方法
   10.4.3 相位测量剖面术应用举例
  10.5 傅里叶变换剖面术
   10.5.1 基本原理
   10.5.2 FTP方法的测量范围
   10.5.3 一种改进的方法
   10.5.4 动态过程三维面形测量
  10.6 调制度测量轮廓术
   10.6.1 基本原理
   10.6.2 信息处理方法
   10.6.3 测量实例
  10.7 其他光学三维轮廓测量方法
   10.7.1 采用激光扫描的三维共焦成像
   10.7.2 飞行时间法
   10.7.3 三维电视摄像机
  习题
第11章 全息散斑干涉计量
  11.1 光学粗糙表面散射光场的统计特性
   11.1.1 物面系综上物表面散射光场的统计特性
   11.1.2 散射光场的一阶统计特性
   11.1.3 散射光场的强度自相关函数
  11.2 全息干涉的统计光学描述
   11.2.1 全息干涉的基本原理
   11.2.2 二次曝光全息干涉术的干涉场
   11.2.3 表面变形特性与散射光场特性的关系
   11.2.4 二次曝光全息干涉场的统计光学描述
  11.3 时间平均全息干涉术
  11.4 外差与准外差全息干涉术
   11.4.1 外差全息干涉技术
   11.4.2 准外差全息干涉技术
  11.5 散斑干涉术
   11.5.1 参考束型散斑干涉测量方法
   11.5.2 剪切散斑干涉测量方法
  11.6 电子散斑干涉测量技术
   11.6.1 电子散斑干涉仪的典型光路和原理
   11.6.2 电子散斑干涉相减技术的统计分析
  11.7 散斑照相测量术
   11.7.1 像面二次曝光激光散斑图的记录及其
   11.7.2 二次曝光散斑图的逐点滤波
   11.7.3 二次曝光散斑图的全场滤波
   11.7.4 白光散斑照相测量术
  11.8 数字散斑照相测量术
   11.8.1 数字全场滤波技术
   11.8.2 数字逐点滤波技术
  11.9 散射板干涉仪
   11.9.1 散射板干涉仪的原理和基本光路
   11.9.2 干涉条纹形成的数理模型
  习题
第12章 光通信中光学信息技术的应用
  12.1 布拉格光纤光栅
   12.1.1 布拉格光纤光栅的制作
   12.1.2 FBG的应用
   12.1.3 工作在透射方式的光栅
  12.2 超短脉冲的整形和处理
   12.2.1 时间频率到空间频率的变换
   12.2.2 脉冲整形系统
   12.2.3 谱脉冲整形的应用
  12.3 光谱全息术
   12.3.1 全息图的记录
   12.3.2 信号的再现
   12.3.3 参考脉冲和信号波前之间延迟的影响
  12.4 阵列波导光栅
   12.4.1 阵列波导光栅的基本部件
   12.4.2 阵列波导光栅的应用
  习题
参考文献
部分习题参考答案
附录A 二维δ函数的定义及性质
附录B 常用函数及其傅里叶变换
附录C 式（11－6－4）到式（11－6－5）的推导
汉英名词术语对照
彩图

“十一五”国家规划教材