本书是物理学领域“101计划”核心教材，内容按照光学的发展和认知过程，共分为九章。第一章绪论为光学课程的总体概述，包括光学发展简史、现象与应用分类、学科特点和当今的研究热点以及技术前沿。从第二章到第九章分别是几何光学成像，光波的叠加Ⅰ——干涉，光波的叠加Ⅱ——衍射，光的偏振，光的吸收、色散和散射，光的量子现象，激光，现代光学简介。

几何光学成像部分内容采用基于光线矢量的矩阵描述方法，分析透镜成像、光线追迹和像差，并继续展开对光学仪器性能的讨论；干涉部分内容注重以波动的方法描述光的传播和叠加，在分析分波面和分振幅的光波叠加的同时，讨论光的空间相干性和时间相干性，并进一步引入各种干涉仪的工作原理和仪器设备特征；衍射部分内容注重多子光波叠加的描述方法，在光栅特性基础上，介绍光谱仪的结构和功能，进一步讨论了光学仪器的分辨本领；光的偏振部分内容从界面上光与物质相互作用的菲涅耳公式出发，进一步引进琼斯矩阵，并对偏振光的产生和应用开展定量分析；光的吸收、色散和散射的内容包括复折射率、群速度和相速度等概念，并分析米氏散射和瑞利散射现象；光的量子现象和激光两章分别从光的量子性的基本现象和概念出发，讨论光的量子态、激光产生的基本原理、激光器的特殊性质，并注重介绍激光技术和应用等。现代光学简介为选修内容，定性半定量地介绍若干活跃的光学研究领域。

本书覆盖面宽，有一定的深度，贴近研究前沿，适合拔尖人才培养使用，可作为高等学校物理学类专业光学课程的本科生教材，也可供光学相关工程技术人员参考。

前辅文
第一章 绪论
  §1.1 光学发展简史
   1.1.1 光学发展早期历史
   1.1.2 近代光学发展简史
   1.1.3 现代光学发展简史
  §1.2 光学现象与应用及其分类
   1.2.1 光学现象分类方法
   1.2.2 不同应用的分类
  §1.3 光学学科特点及其知识体系
   1.3.1 光学学科特点
   1.3.2 光学学科知识体系
第二章 几何光学成像
  §2.1 傍轴近似与矩阵方法
   2.1.1 费马原理
   2.1.2 光线向量与光学矩阵
   2.1.3 界面折射与傍轴近似
   2.1.4 单个元件的光学矩阵
   2.1.5 共轴复杂系统的光学矩阵
  §2.2 矩阵光学成像
   2.2.1 光学成像的概述
   2.2.2 成像的矩阵处理
   2.2.3 矩阵元B的物理意义
   2.2.4 透镜组成像
  §2.3 成像变换中的基点和基面
   2.3.1 光学理想成像
   2.3.2 光学矩阵与理想成像系统的等价性
   2.3.3 拉格朗日-亥姆霍兹定理
   2.3.4 成像变换中的基点和基面
  §2.4 其他光学变换
   2.4.1 横向空间到角谱域的变换
   2.4.2 角谱域到横向空间的变换
   2.4.3 光学中的傅里叶变换系统
  §2.5 光线追迹与不晕透镜
   2.5.1 光线追迹的简述
   2.5.2 齐明点与不晕透镜
  *§2.6 像差与光阑
   2.6.1 像差概述
   2.6.2 透镜色差
   2.6.3 单色像差
   2.6.4 成像系统中的光阑
   2.6.5 对消像差要求的小结
  §2.7 典型的光学成像仪器
   2.7.1 人眼
   2.7.2 助视成像仪器
   2.7.3 照相机
   习题
第三章 光波的叠加Ⅰ——干涉
  §3.1 光波的叠加与干涉
   3.1.1 光波的电磁理论与波动方程
   3.1.2 光波表达式
   3.1.3 光波的叠加原理
   3.1.4 光波的干涉及相干条件
  §3.2 分波面双光束干涉
   3.2.1 杨氏干涉装置及其特点
   3.2.2 杨氏干涉场的光强分布
   3.2.3 杨氏干涉场的光强分布的特点
   3.2.4 干涉条纹的可见度
   3.2.5 其他分波面双光束干涉装置
  §3.3 光的空间相干性
   3.3.1 杨氏干涉中光源位置移动引起的干涉条纹移动
   3.3.2 杨氏干涉中光源线度对条纹可见度的影响
   3.3.3 光场的空间相干性
  §3.4 光的时间相干性
   3.4.1 相干时间与相干长度
   3.4.2 相干长度与谱线宽度的关系
   3.4.3 光源光谱展宽对条纹可见度的影响
   3.4.4 光场的时间相干性
  §3.5 分振幅双光束干涉
   3.5.1 光源宽度对平行薄膜干涉可见度的影响
   3.5.2 分振幅双光束干涉的光程差与相位差
   3.5.3 等倾干涉装置与干涉图样特点
   3.5.4 楔形平板等厚干涉光程差公式与干涉图样特点
   3.5.5 牛顿环等厚干涉光程差公式与干涉图样特点
  §3.6 干涉仪
   3.6.1 迈克耳孙干涉仪
   3.6.2 马赫-曾德尔干涉仪
   3.6.3 萨格纳克干涉仪
   3.6.4 菲索干涉仪
  §3.7 多光束干涉
   3.7.1 多光束干涉光强分布
   3.7.2 多光束干涉图样特点
   3.7.3 法布里-珀罗干涉仪及其特点
   3.7.4 光学薄膜原理
   习题
第四章 光波的叠加Ⅱ——衍射
  §4.1 光的衍射理论
   4.1.1 惠更斯原理的概述
   4.1.2 标量光场的傍轴衍射理论
   4.1.3 衍射的分类
  §4.2 菲涅耳衍射
   4.2.1 菲涅耳圆孔衍射
   4.2.2 菲涅耳波带片与透镜
   4.2.3 菲涅耳直边衍射
  §4.3 夫琅禾费衍射
   4.3.1 矩形孔的夫琅禾费衍射
   4.3.2 圆孔的夫琅禾费衍射
   4.3.3 相位畸变的衍射作用
   4.3.4 透镜对光场的变换和传输
  §4.4 高斯光束的衍射传输
   4.4.1 高斯光束的基本特征
   4.4.2 高斯光束经光学矩阵系统的传输
  §4.5 显微镜的衍射分辨率
   4.5.1 焦斑的衍射极限
   4.5.2 衍射分辨率与瑞利判据
  §4.6 衍射光栅与光谱仪
   4.6.1 光栅的衍射
   4.6.2 刻划光栅
   4.6.3 光栅光谱仪
   4.6.4 光栅的历史演变
   习题
第五章 光的偏振
  §5.1 光的偏振现象和偏振态
   5.1.1 偏振现象与光的横波性
   5.1.2 光的偏振态
  §5.2 光在电介质表面的反射与折射
   5.2.1 菲涅耳公式
   5.2.2 菲涅耳公式的应用讨论
   5.2.3 隐逝波
  *§5.3 光在晶体内的传输
   5.3.1 双折射现象
   5.3.2 晶体光学器件
   5.3.3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验
  *§5.4 偏振的表示及测量
   5.4.1 琼斯矢量与琼斯矩阵
   5.4.2 斯托克斯矢量与穆勒矩阵
   5.4.3 偏振的测量
  §5.5 偏振光干涉
   5.5.1 偏振光干涉
   5.5.2 偏振光干涉的应用
   5.5.3 会聚线偏振光干涉
  §5.6 偏振光的调控
   5.6.1 电光效应
   5.6.2 旋光效应
  **§5.7 非均匀偏振光场——矢量光场
   5.7.1 矢量光场的产生
   5.7.2 矢量光场的应用
   习题
第六章 光的吸收、色散和散射
  §6.1 光的吸收
   6.1.1 复数折射率的意义
   6.1.2 光的吸收
  §6.2 光的色散
   6.2.1 光的色散
   6.2.2 相速与群速
   6.2.3 超光速和慢光效应
  §6.3 光的散射
   6.3.1 散射现象
   6.3.2 弹性散射
   6.3.3 非弹性散射
   6.3.4 表面增强拉曼光谱
   习题
第七章 光的量子现象
  §7.1 光的量子性
   7.1.1 黑体辐射
   7.1.2 光电效应
   7.1.3 康普顿效应
   7.1.4 波粒二象性与德布罗意波
   *7.1.5 波函数与不确定性原理
  §7.2 光的量子态
   7.2.1 一维谐振子
   7.2.2 量子光场的相干态及其基本性质
   7.2.3 量子纠缠
   习题
第八章 激光
  §8.1 激光概述
   8.1.1 激光的基本构成
   8.1.2 激光的输出特性
   8.1.3 激光器的分类
  §8.2 光的辐射
   8.2.1 光的发射、吸收与色散的经典理论
   8.2.2 吸收和辐射的量子图像
  §8.3 激光的产生
   8.3.1 粒子数布居反转与光放大
   8.3.2 增益系数
   8.3.3 阈值条件
  §8.4 激光谐振腔和光束模式
   8.4.1 激光谐振腔
   8.4.2 激光的纵模和横模
  §8.5 激光技术概述
   8.5.1 激光锁模
   8.5.2 调Q技术
   8.5.3 啁啾脉冲放大技术
   8.5.4 激光技术新进展概述
  §8.6 激光的应用
   8.6.1 光镊
   8.6.2 激光冷却
   习题
第九章 现代光学简介
  §9.1 光子晶体简介
   9.1.1 光子晶体的历史与发展
   9.1.2 光子晶体基本知识
   9.1.3 一维光子晶体：多层膜
   9.1.4 二维光子晶体
  §9.2 拓扑光子学简介
   9.2.1 拓扑光子学的历史
   9.2.2 一维扎克拓扑光子晶体
   9.2.3 拓扑光子学的现状
  §9.3 光纤光学初步
   9.3.1 光纤中的光传输
   9.3.2 光纤的损耗
   9.3.3 光纤的色散
   思考题
习题答案