光学现象在本质上是统计性的。在光场的产生、传输和光的检测的过程中，会受到许多不可避免的随机因素的影响，进而造成光信号涨落，因此必须使用概率统计的方法来分析和处理。
本书在介绍了随机变量和随机过程的必要的基本预备知识后，讨论了光场的相干性、部分相干光经过均匀的或不均匀的介质的成像、光电探测等过程中的统计性质，介绍了不同光场的统计模型、斑纹的成因及应用等，最后还简单介绍了量子相关函数。
本书可作为光学专业研究生的教学用书或参考书，也可供感兴趣的读者阅读。

前言
第1章 随机变量
1.1 概率与随机变量
1.1.1 概率
1.1.2 随机变量及其分布
1.2 随机变量的统计平均特征
1.2.1 期望值与矩
1.2.2 特征函数
1.3 随机变量的变换
1.3.1 概率密度函数的变换
1.3.2 随机变量之和
1.4 高斯随机变量与泊松随机变量
1.4.1 高斯随机变量
1.4.2 泊松随机变量
1.5 随机相位复矢的和
1.5.1 合矢的概率密度函数
1.5.2 合矢复振幅的统计特性
习题1
第2章 随机过程
2.1 随机过程的描述
2.1.1 随机过程的定义及概率密度函数
2.1.2 随机过程的平稳性与各态历经性
2.2 随机过程的频谱分析
2.2.1 随机过程的谱密度
2.2.2 线性滤波后的谱密度
2.2.3 自相关函数与维纳一欣钦定理
2.2.4 互相关函数和互谱密度
2.3 高斯随机过程与泊松随机过程
2.3.1 高斯随机过程
2.3.2 泊松随机过程
2.4 由解析信号导出随机过程
2.4.1 实值信号用复值信号表示
2.4.2 解析信号作为一个复值随机过程的样本函数
习题2
第3章 光场的一阶统计性质
3.1 热光
3.1.1 偏振热光
3.1.2 非偏振热光(自然光)
3.2 部分偏振光
3.2.1 相干矩阵和偏振度
3.2.2 瞬时强度的一级统计
3.3 激光
3.3.1 单模振荡
3.3.2 多模激光
习题3
第4章 光场的二阶统计——光场的相干性
4.1 时间相干性
4.1.1 迈克耳孙干涉仪
4.1.2 干涉图与光的功率谱密度之间的关系
4.2 空间相干性
4.2.1 杨氏实验
4.2.2 准单色条件下的干涉
4.2.3 范西泰特一策尼克定理
4.3 互相干函数的传播
4.4 交叉谱纯度
习题4
第5章 部分相干光成像
5.1 光学系统中互强度的传播
5.1.1 互强度传播公式
5.1.2 几种情况下的互强度传播
5.2 成像强度的计算方法
5.2.1 照明互强度法
5.2.2 四维线性系统法
5.2.3 非相干与相干极限
5.3 干涉成像
5.3.1 成像系统是一种干涉系统
5.3.2 用干涉仪采集图像信息
5.4 有关高阶相关性
第6章 通过随机不均匀介质成像
6.1 薄随机屏对成像的影响
6.1.1 平均光学传递函数
6.1.2 随机吸收屏
6.1.3 随机相位屏
6.1.4 高斯随机相位屏
6.2 广延随机非均匀介质对波传播的影响
6.2.1 大气折射率分布的描述
6.2.2 电磁波经过不均匀大气的传播
6.2.3 对数-正态分布
6.3 长时间曝光的光学传递函数
6.4 短时间曝光的光学传递函数
第7章 斑纹
7.2 斑纹的二阶统计特性
7.2.1 自由空间斑纹的自相关函数与功率谱密度
7.2.2 像面斑纹的自相关函数与功率谱密度
7.2.3 强度与相位的二阶概率密度函数
7.3 星体斑纹干涉测量术
7.3.1 测量方法概述
7.3.2 测量原理
第8章 光电计数统计
8.1 光电计数基本公式
8.2 不同光场的光电计数分布
8.2.1 激光
8.2.2 热光
第9章 量子相干函数
9.1 电磁场的量子化
9.1.1 电磁场的正则量子化
9.1.2 光子数态
9.1.3 光子的相位算符
9.2 相干态与光场的相干性质
9.2.1 相干态
9.2.2 场的量子相干函数
9.2.3 各种光场的量子相干函数
附录
附录A 几个常用的特殊函数
附录B 卷积与相关
附录C 傅里叶变换
附录D 贝塞尔函数简介
附录E 主要函数符号