2021年博士研究生入学考试科目考试大纲

科目代码：2401 科目名称：高等光学

一. 考试要求

主要考查学生对光的基本特性的认识和传播规律的了解，其中包括光波在各向异性介质中的传播、光波在金属及其表面的传播、光波在介观介质中的传播等，了解各种光谱仪的原理及其特性，包括光栅光谱仪、法布里-珀罗光谱仪、傅里叶变换光谱仪等，了解光学相干的本质以及相干与光波模式的关系，了解光学成像的衍射理论，考查学生运用光学的基本原理分析解决光学效应和现象的能力。

二、考试内容

1．光学发展回顾

该的电磁波本质，电磁波的物质属性，物质的波粒二象性，运动介质中的光波。

2．光的电磁波理论

光波的能量密度与能量流密度，坡印廷定理；均匀介质中的平面波与波阻抗；光波在阻抗突变界面上的反射与透射。

3．金属的光学性质与金属表面等离激元

金属的性质，金属表面与金属薄膜表面等离激元，二维材料表面等离激元。

4．光学偏振的表示

光学偏振的琼斯矩阵表示，光学系统的本征偏振，光学偏振的相干矩阵表示与非完全偏振，偏振的斯托克斯参量表示，偏振度及其测量。

5．各向异性介质中的光波

各向异性介质中的光波，折射率椭球与几何作图法求解平面波的折射率与本征偏振方向，单轴晶体，晶体界面上的折射，介质的旋光性，法拉第旋光效应，光传播的可逆性。

6．傅里叶变换及其在光学中的应用

光学测不准关系，光功率谱，光脉冲传播与时间傅里叶变换，高斯光束传播与空间傅里叶变换。

7．光的衍射

弗朗和费衍射和菲涅尔衍射，弗朗和费衍射条件，非光学系统的弗朗和费衍射。

8．衍射光栅

光栅弗朗和费衍射，光栅的光谱分辨能力与光栅光谱仪，声光衍射与声光光栅。

9．法布里-珀罗干涉仪

法布里-珀罗干涉仪的特性参数，法布里-珀罗光谱仪，法拉第旋光效应增强器。

10．光学薄膜

光学薄膜的传输矩阵，全方向任意偏振反射镜，渐变折射率薄膜。

11．光学相干

光学相干的描述，横向相干与相干面积，纵向相干与相干时间，光学相干与探测器，相关函数，相干性的相干度描述，傅里叶变换光谱仪，光强相关。

12．集光率与相干模式

集光率与辐射度，光波的横模与纵模，光学系统的集光率守恒，光波模式与相干，集光率与光谱仪的光功率收集能力，干涉条纹的定域性质。

13．光学成像的衍射理论

光学透镜的傅里叶变换性质，理想和非理想成像系统，振幅传递函数和光学传递函数，成像系统的照明光源，光学全息成像。

三、考试形式

考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分100分。

题型包括：解答题和计算题。

四、参考书目

1． 《现代经典光学》，袁晓东，科学出版社，2018,第一版.

2． 《高等光学教程—光学的基本电磁理论》，季家镕，科学出版社，2007，第一版.