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物理光學理論與應用(第2版)

為了解決正常色散的問題，作者宋貴才，全薇，王新 這樣論述：

討論了光在介質中傳播時發生的基本現象和遵循的基本規律。全書內容共分6章，本書第2版主要修改的地方有：在第2章對折射率橢球在激光倍頻中的應用進行了更加清晰和簡明的講述；在第5章增加了菲涅耳透鏡焦距的計算和討論，對部分公式的含義和物理意義進行了詳細的說明；對全書的圖表以及例題和習題進行了完善。

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基於單晶硒化鋅雙光子吸收進行去啁啾放大光脈衝之脈衝寬度測量

為了解決正常色散的問題，作者楊竣貿 這樣論述：

　　本論文透過條紋解析的自相關結合單晶硒化鋅的非線性吸收效應進行波長約為1微米的去啁啾脈衝的脈衝寬度之量測。在此工作中，去啁啾脈衝是由來自全正常色散被動鎖模摻鐿光纖雷射所產生的耗散孤子透過啁啾脈衝放大器所產生。出乎我們的意料，來自10%輸出耦合器的去啁啾脈衝的條紋解析自相關圖形顯示峰值與背景比例約為 8:1，這表示雙光子吸收在此量測扮演主導地位。此外，去啁啾脈衝波長在1048奈米附近的最窄脈衝寬度約為 108.6飛秒，時間帶寬乘積約為0.375。與10%耦合器輸出的測量相比，從極化分光器輸出的去啁啾脈衝測量之條紋分辨自相關圖形有明顯變形和旁瓣之產生。透過飛秒鈦藍寶石雷射作為開孔Z方向掃描測量

的光源，我獲得了II-VI族硒化鋅板的雙光子吸收約為 3.88±0.15 cm/GW。 最後，透過波長在1037奈米附近的去啁啾脈衝作為量測光源，我證實了硒化鋅板輸出之光譜強度隨泵浦強度之平方增加，這表明此缺陷輻射是由雙光子吸收所主導。

物理光學導論

為了解決正常色散的問題，作者姜宗福 這樣論述：

物理光學的內容非常廣泛，《物理光學導論(普通高等教育十二五規划教材)》(作者姜宗福、劉文廣、侯靜)針對光學工程、光電子技術等工科類本科專業對光學知識的基本要求，主要介紹經典物理光學內容和部分近代物理光學內容。書中以電磁場與光傳輸理論為基礎，簡潔而系統地講述光的電磁波描述、光的偏振、光在介質界面的傳輸、光的干涉、光場的空間和時間相干性、光的衍射、傅里葉光學基本概念與光的信息處理、光的全息術、光在晶體中的傳輸，以及光的吸收、色散和散射等。 《物理光學導論(普通高等教育十二五規划教材)》可作為工科光學工程、光電子技術等專業本科生的教材，也可作為光學工程等學科研究生和科技工作者的參考書。

前言引言 0．1 17世紀前的光學 0．1．1 古希臘人對光的認識 0．1．2 阿拉伯人對光學的貢獻 0．1．3 中世紀的光學 0．1．4 16世紀——文藝復興的光學 1．2 17世紀的光學 0．3 19世紀的光學 0．4 近代光學 0．5 運動物體光學第l章 電磁場與光傳輸理論基礎 1．1 電磁場理論中的基本定律 1．1．1 電磁場理論中的基本定律與麥克斯韋方程 1．1．2 介質性質突變處的邊界條件 1．2 電磁場波動方程與簡諧光波 1．2．1 波動方程和光速 1．2．2 平面波和球面波 1．2．3 波

函數的復數表示與共軛波 1．3 矢量簡諧波與光的偏振 1．3．1 矢量平面波函數 1．3．2 電磁場的能量密度和能流密度 1．3．3 光的偏振性質 1．4 光子與電磁場譜 1．4．1 光子 1．4．2 電磁波譜 1．5 光波在介質界面的傳播 1．5．1 介質界面的電磁波 1．5．2 菲涅耳公式 1．5．3 光強的反射率和透射率 1．5．4 界面反射光的相位變化 習題第2章 光的干涉 2．1 光波干涉的基本概念 2．1．1 波的疊加原理 2．1．2 波疊加實現相干的基本條件 2．1．3 干涉場的襯比度 2．2 分波前干涉

2．2．1 普通光源實現相干疊加的方法 2．2．2 楊氏雙孔干涉實驗：兩個球面波的干涉 2．2．3 光源寬度對干涉場襯比度的影響 2．2．4 光場的空間相干性 2．2．5 光場的時間相干性 2．2．6分波前干涉裝置及其應用 2．3 分振幅干涉 2．3．1 平行平板的等傾干涉 2．3．2 楔形板的等厚干涉 2．3．3 幾種分振幅干涉儀及其應用 2．4 多光束干涉 2．4．1 平行平板的反射多光束干涉和透射多光束干涉 2．4．2 法布里一珀羅干涉儀及其特點 2．4．3 多光束干涉的應用 習題第3章 光的衍射理論基礎 3．1 惠更斯-菲涅耳

原理 3．1．1 惠更斯原理 3．1．2 惠更斯-菲涅耳原理 3．2 基爾霍夫衍射理論簡介 3．2．1 亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理 3．2．2 平面屏衍射的基爾霍夫公式 3．2．3 巴比涅原理 3．3 近場衍射和遠場衍射 3．3．1 球面波的傍軸近似和遠場近似式 3．3．2 近場衍射——菲涅耳衍射 3．3．3 遠場衍射——夫琅禾費衍射 3．4 單縫和矩孔的夫琅禾費衍射 3．4．1 單縫夫琅禾費衍射 3．4．2 矩孔夫琅禾費衍射 3．5 圓孔夫琅禾費衍射與成像系統的分辨本領 3．5．1 圓孔夫琅禾費衍射 3．5．2 成像儀器的分辨本

領 3．6 光柵衍射 3．6．1 位移-相移定理 3．6．2 一維光柵 3．6．3 光柵光譜儀 3．6．4 閃耀光柵 3．7 菲涅耳衍射 3．7．1 菲涅耳衍射的波帶方法 3．7．2 菲涅耳波帶片 3．7．3 菲涅耳衍射的數值分析 習題第4章 傅里葉光學基礎 4．1 線性系統與波前變換 4．1．1 線性系統與線性變換 4．1．2 衍射系統與波前變換 4．2 薄透鏡相位變換器與傅里葉光學變換 4．2．1 薄透鏡的相位變換函數 4．2．2 透鏡衍射的傅里葉變換性質 4．2．3 余弦光柵的衍射場 4．3 阿貝成像原理與空間濾波

4．3．1 阿貝成像原理 4．3．2 阿貝一波特實驗與空間濾波 4．3．3 策尼克相襯顯微鏡 4．4 相干光信息處理簡例 4．4．1 4F圖像處理系統 4．4．2 圖像的相加和相減處理方法 4．5 透鏡相干成像的衍射分析 4．5．1 正透鏡的點擴展函數 4．5．2 物像關系的衍射理論分析 4．5．3 相干成像系統的光學傳遞函數 4．6 非相干成像系統的頻譜分析 4．6．1 非相干成像系統的強度傳遞函數 4．6．2 無像差系統的傳遞函數 4．6．3 像差對成像系統的影響 4．7 光學全息 4．7．1 全息術的基本原理 4．7

．2 典型全息圖 4．7．3 全息圖應用簡介 習題第5章 晶體光學 5．1 晶體雙折射 5．1．1 雙折射現象 5．1．2 單軸晶體中的波面 5．1．3 晶體中的惠更斯作圖法 5．1．4 晶體雙折射的四個重要情形 5．2 晶體光學器件 5．2．1 晶體偏振器 5．2．2 波晶片 5．2．3 晶體補償器 5．3 圓偏振光、橢圓偏振光的產生和檢驗 5．3．1 通過波晶片后的偏振態分析 5．3．2 橢圓偏振光和圓偏振光的產生 5．3．3 偏振光的檢驗方法 5．4 偏振光干涉 5．4．1 單色偏振光干涉 5．4．2 顯色偏振

與偏振濾光器 5．4．3 偏振光的應用 5．5 旋光效應 5．5．1 自然旋光效應 5．5．2 法拉第效應——磁致旋光效應 5．5．3 旋光效應的應用 5．6電光效應 5．6．1 泡克耳斯效應——線性電光效應 5．6．2 克爾效應——平方電光效應 習題第6章 光的吸收、色散和散射 6．1 介質對光的吸收 6．1．1 朗伯吸收定律 6．1．2 比爾吸收定律 6．1．3 對吸收系數的進一步說明 6．1．4 吸收光譜 6．2 介質對光的色散 6．2．1 正常色散和反常色散 6．2．2 色散和吸收現象的經典理論解釋 6．2．3

波包的相速度和群速度 6．3 介質對光的散射 6．3．1 散射現象 6．3．2 瑞利散射 6．3．3 米氏散射 6．3．4 拉曼散射 習題參考文獻附錄A 矢量分析附錄B 傅里葉變換

基於光纖非線性顯微用寬頻可調飛秒光源的產生與量測

為了解決正常色散的問題，作者鍾東霖 這樣論述：

在此研究中，由於摻鐿光纖雷射(1025nm)具有適合於生醫非線性顯微術(700nm~1300nm)的中心波長，因此論文研究裡我使用不同的光子晶體光纖(LMA-5、SC-3.7-975及NL-1050-ZERO-2)產生以自相位調製作為頻譜擴展機制濾出寬頻可調光纖光源以利非線性顯微術使用。我調控輸入進光纖脈衝的強度及脈衝寬度以及利用不同光纖的色散特性及模場直徑的大小，然後使用短通、長通濾光片分別濾出頻譜展寬藍移及紅移部份最外圍的波包，可達到輸出可調範圍在740-1215奈米的頻譜波包，並說明只要有合適的濾光片，即可濾出波包以提供非線性顯微術做使用，期望可以代替常用之鈦藍寶石雷射作為非線性生醫影

像用的飛秒光源，嘗試解決鈦藍寶石雷射的環境維護、保固保養以及泵浦光源的高價導致非線性光學顯微術相關應用難以普及的問題。同時我搭建了飛秒光纖光源的檢測平台，包含測定光纖輸出脈衝時域及頻域振幅與相位，及不同時間尺度光源強度穩定性，以利多模態非線性顯微術使用。為了從時域上及頻域上去瞭解濾出的波包，我們搭建自相關儀(Autocorrelator)、頻域分辨光學開關(Frequency-resolved Optical Gating)及使用光譜儀以量測不同光纖輸出的不同波長的頻譜波包在時域及頻域上的參數，其中以NL-1050-ZERO-2展頻範圍最寬(700~1200nm)，LMA-5輸出的功率最大(3

40mW)，而SC-3.7-975所展示的是以反常色散展頻的結果。在特定非線性顯微術使用情境對於相對強度噪聲相當要求(例如相干拉曼散射成像，泵浦探針顯微術和時間分辨超快光譜)。因此我們也量測我們所產生光源之相對強度噪聲(Relative Intensity Noise)。與鈦藍寶石雷射等固態雷射相比，討論使用以摻鐿光纖雷射加上自相位調製(Self-phase modulation，SPM)為主導的頻譜展寬是否會造成相對強度噪聲上升。以不同的脈衝功率或不同的脈衝寬度增加輸入光纖，觀察到在負色散區間展寬的相對強度噪聲是最大的，而在正色散區間調整脈衝功率所產生之可調光源相對強度噪聲較原本種子雷射上升

幅度很小，而調整脈衝寬度增加輸入光纖時，輸入脈衝越長所產生之可調光源的相對強度噪聲相較於短輸入脈衝明顯的上升。另外，基於顯微影像應用上穩定性的需求，我們量測3~6小時的功率穩定度(2%~4.3%)，此功率跳動為可逆的，來自於耦合光纖模組的機械機構上的不穩定而非永久性的光纖破壞，之後可以通過更精密的電動回饋控制，把穩定度再次提升。本論文所演示的光源已經被廣泛使用在實驗室多模態顯微影像測試中，我相信本論文所演示的寬頻可調光源及相關量測技術平台將可以實現成本更低、體積更小且可精確控制輸出脈衝，以期未來非線性顯微術更普及化。