本书是有关偏振光学及光学系统偏振设计和分析方面的一本系统性论著，讨论了偏振光基本理论和测量方法、偏振光线追迹和偏振像差理论，以及偏振像差理论在常用偏振元件和系统中的应用。全书共27章，分为两卷，其中本书为第一卷，包括第1～13章，介绍光的偏振特性及其表征方法、偏振光干涉、琼斯矩阵、米勒矩阵、偏振测量术、菲涅耳公式、偏振光线追迹、光学光线追迹、琼斯光瞳和局部坐标系、菲涅耳像差、薄膜等内容。本书内容非常丰富、翔实，特别是关于光学系统的偏振光线追迹、偏振像差分析及应用泡利矩阵进行偏振特性解析等部分内容，是作者对于偏振光学研究的最新成果。
本书可供从事光学工程、天文观测、空间遥感、材料科学、微纳结构科学、生物医学等领域的科研和工程技术人员参考阅读，也可作为相关专业的高年级本科生、研究生的教学参考书。

罗素·奇普曼（Russell A.Chipman），博士，亚利桑那大学光学科学教授，也是日本宇都宫大学光学研究与教育中心（CORE）的客座教授。他在这两所大学教授偏振光、偏振测量和偏振光学设计课程。奇普曼教授获得麻省理工学院（MIT）物理学学士学位，以及亚利桑那大学光学科学硕士和博士学位。他是美国光学学会（OSA）和国际光学与光子学学会（SPIE）的会员。2015年，他获得了SPIE的2007 G.G.Stokes偏振测量研究奖和OSA的约瑟夫·夫琅禾费奖/罗伯特·伯利光学工程奖。他是美国航天局喷气推进实验室气溶胶多角度成像仪的联合研究员，该偏振测量仪计划于2021年前后发射到地球轨道，用于监测城市的气溶胶和污染。他还在为其他NASA系外行星和遥感任务开发紫外和红外偏振仪试验样机和分析方法。他最近专注于开发Polaris-M偏振光线追迹代码，该软件可分析包含各向异性材料、电光调制器、衍射光学元件、偏振散射光和许多其他效应的光学系统。他的爱好包括徒步旅行、钻研日语、养兔子和听音乐。

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学习特征
缩略语表
第1章 引言和概述
1.1 偏振光
1.2 偏振态和庞加莱球
1.3 偏振元件和偏振特性
1.4 偏振测量术和椭偏测量术
1.5 各向异性材料
1.6 光学系统中的典型偏振问题
1.6.1 偏振器的角度相关性
1.6.2 延迟器的波长和角度相关性
1.6.3 透镜中的应力双折射
1.6.4 液晶显示器和投影仪
1.7 光学设计
1.7.1 偏振光线追迹
1.7.2 透镜的偏振像差
1.7.3 高数值孔径波前
1.8 历史发展回顾
1.9 偏振光学参考书籍
1.10 习题集
1.11 参考文献
第2章 偏振光
2.1 偏振光的描述
2.2 偏振矢量
2.3 偏振矢量的性质
2.4 在各向同性介质中传播
2.5 磁场、光通量和偏振光通量
2.6 琼斯矢量
2.7 总相位的演化
2.8 琼斯矢量的旋转
2.9 线偏振光
2.10 圆偏振光
2.11 椭圆偏振光
2.12 正交琼斯矢量
2.13 基矢量的改变
2.14 琼斯矢量的相加
2.15 偏振光通量分量
2.16 偏振矢量转换为琼斯矢量
2.17 递减相位符号规则
2.18 递增相位符号规则
2.19 光源的偏振态
2.20 习题集
2.21 参考文献
第3章 斯托克斯参量和庞加莱球
3.1 多色光的描述
3.2 斯托克斯参量的唯象定义
3.3 非偏振光
3.4 部分偏振光和偏振度
3.5 光谱带宽
……
第4章 偏振光干涉
第5章 琼斯矩阵及偏振特性
第6章 米勒矩阵
第7章 偏振测量术
第8章 菲涅耳公式
第9章 偏振光线追迹计算
第10章 光学光线追迹
第11章 琼斯光瞳和局部坐标系
第12章 菲涅耳像差
第13章 薄膜