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第一章 偏振光及其描述方法1

1.1 绪言1

1.2 偏振光的形式3

1.3 矢量表示法6

1.3.1 线偏振7

1.3.2 圆偏振7

1.3.3 椭圆偏振8

1.4 普安卡雷球表示法12

1.5 j圆表示法14

1.6 斯托克斯矢量表示法15

1.7 琼斯矢量表示法18

1.8 表征偏振光诸方法间的关系22

1.8.1 普安卡雷球和j圆22

1.8.2 普安卡雷球和斯托克斯矢量22

1.8.3 斯托克斯矢量和琼斯矢量23

第二章 光学元件的矩阵表示和对入射偏振光的效应25

2.1 绪言25

2.2 光学元件的定义26

2.3.1 线性偏振器28

2.3 线偏振光透过一线性偏振器或一线性滞后器的矢量分析28

2.3.2 线性滞后器29

2.4 元件的琼斯矩阵和琼斯算法30

2.5 线性滞后器的四元数表示和四元数法35

2.5.1 四元数的定义35

2.5.2 线性滞后器的四元数表示36

2.5.3 四元数法37

2.6 元件的穆埃勒矩阵和穆埃勒算法39

2.6.1 线性偏振器40

2.6.2 线性滞后器45

2.7 光学元件对入射偏振光效应的普安卡雷球图解法51

2.7.1 线性偏振器52

2.7.2 线性滞后器55

2.8 光学元件对入射偏振光效应的j圆图解法60

2.8.1 线性偏振器60

2.8.2 线性滞后器63

2.9 两个定理64

第三章 二维光弹性67

3.1 绪言67

3.2.1 双折射和折射率椭球68

3.2 光弹性现象和定律68

3.2.2 牛曼-麦克斯韦应力光学定律71

3.3 平面偏光仪77

3.3.1 琼斯算法78

3.3.2 四元数法80

3.3.3 穆埃勒算法82

3.3.4 普安卡雷球法83

3.4 圆偏光仪84

3.4.1 琼斯算法85

3.4.2 四元数法87

3.4.3 穆埃勒算法88

3.4.4 普安卡雷球法91

3.4.6 j圆法92

3.5 塞拿蒙(Senarmont)补偿法94

3.5.1 琼斯算法95

3.5.2 穆埃勒算法96

3.5.3 普安卡雷球法97

3.5.4 j圆法97

3.6 塔迪(Tardy)补偿法98

3.6.1 琼斯算法99

3.6.2 穆埃勒算法100

3.6.3 普安卡雷球法102

3.6.4 j圆法102

第四章 非破坏三维光弹性104

4.1 绪言104

4.2 三维光弹性的基本方程108

4.2.1 斯托克斯矢量108

4.2.2 琼斯矢量111

4.2.3 德鲁克-明德林(Drucke-Mindlin)问题113

4.3 牛曼方程114

4.4 应用等效定理对问题求解118

4.4.1 问题的公式化118

4.4.2 问题的求解120

4.5 求解问题的三维光弹性方程积分法124

4.6 另一种求解问题的特征矩阵法131

4.7 三维先弹性中的普安卡雷球139

附录Ⅰ：琼斯矢量和斯托克斯矢量诸元素的确定141

Ⅰ.1 琼斯矢量141

Ⅰ.2 斯托克斯矢量142

附录Ⅱ：光学元件的琼斯矩阵和穆埃勒矩阵诸元素的确定143

Ⅱ.1 琼斯矩阵144

Ⅱ.2 穆埃勒矩阵145

第五章 全息光弹性148

5.1 绪言148

5.2 干涉光弹性152

5.2.1 应力光学关系152

5.2.2 马赫-岑德干涉仪155

5.3 全息照相158

5.3.1 基本概念158

5.3.2 基本全息方程161

5.3.3 物理解释165

5.4 全息干涉法169

5.4.1 实时法169

5.4.2 两次曝光法172

5.5 全息光弹性173

5.5.1 组合的等色-等厚线173

5.5.2 等倾线179

5.6 等色线和等厚线的分离182

5.6.2 旋光器法183

5.6.1 两个模型法183

5.6.3 单独记录厚度变化的方法186

5.6.4 消偏振法187

第六章 散光光弹性(一)——次主应力轴不旋转192

6.1 绪言192

6.2 散光光强公式196

6.2.1 入射光为线偏振光196

6.2.2 入射光为圆偏振光199

6.3.1 散射作为分析器201

6.3 应力光学定律201

6.3.2 散射作为偏振器203

6.4 次主应力方向的确定204

6.5 应力光学滞后的确定208

6.6 在某些问题中的应用213

6.6.1 二维或平面应力问题214

6.6.2 轴对称问题216

6.6.3 纯扭转问题219

第七章 散光光弹性(二)——次主应力轴存在旋转221

7.1 绪言221

7.2.1 麦克斯韦-牛曼方程223

7.2 应力光学关系223

7.2.2 斯托克斯参数表达式228

7.2.3 椭圆度和方位角表达式230

7.3 光学等效模型233

7.3.1 琼斯矩阵233

7.3.2 椭圆度和方位角矩阵235

7.4 应力和特征参数变量241

7.4.1 散射作为分析器241

(1)等效模型用琼斯矩阵表示241

(2)等效模型用穆埃勒矩阵表示247

7.4.2 散射作为偏振器251

7.5 椭圆度和方位角的确定253

7.5.1 旋转分析器254

7.5.2 旋转半波片255

7.6 特征参数的确定257

7.6.1 迭代方法257

(1)特征方向ψ和θ257

(2)特征滞后δ261

(3)散光模型中的测定过程262

7.6.2 旋转偏振器264

7.6.3 旋转偏振器和双观察法269

7.6.4 旋转分析器273

7.7 应力分量的确定277

7.7.1 散射作为偏振器279

7.7.2 散射作为分析器282

第八章 光弹性等达因法285

8.1 绪言285

8.2 平面弹性等达因的解析理论287

8.2.1 基本解析关系式288

8.2.2 积分函数的确定 边界条件292

8.2.3 等达因级数的确定298

8.2.4 小结299

8.2.5 微分弹性解析等达因的概念300

8.3 光弹性(光学)等达因理论301

8.4 有关的实验技术307

8.4.1 可旋转的缸内实时加载装置308

8.4.2 等达因收集器310

8.4.3 扫描装置316

8.5 几个应用实例318

主要参考文献325