我曾經見到過一本美國的LensDesign教材，它以照相物鏡的發展歷史為主線，利用38章共38個講座，每個講座就著一個主題，以2小時報告的形式進行講授。LensDesign已經成為光學設計初學者的一本“寶典”。我深讀此書，覺得它十分適合用作教材，它的授課形式很值得借鑒。于是，在我給大學本科生講授“應用光學”數年之后，就有了一個沖動：將《應用光學》也寫成報告形式的教材，以便更加有利于授課。事實上，國內有很多優秀的《應用光學》教材，經過幾十年的使用，證明是經典的，也很值得借鑒。我對《應用光學》教材的改造，權作一種嘗試，它的成功與否將會在后續的授課中來驗證。
本教材包含了基礎的《應用光學》知識和理論，如理想成像理論、高斯光學、眼視光學、目視光學儀器原理、平面鏡棱鏡系統、光欄、光度學基礎、像差理論概述和常見光學儀器等。同時，增加了部分實用性較強、與新技術和新理論有密切關系的知識，如矩陣光學、梯度折射率光學和ZEMAX軟件概述等。矩陣光學在激光傳輸理論、張量光學、離軸非對稱光學系統設計中都有重要應用。梯度折射率材料雖然發展較早，但是未受到重視，對于我們熟知的大氣層的梯度折射率理論，很少有在應用光學課程中體現。國內外近期研究發現，隨著梯度折射率材料制造技術的改進，梯度折射率材料還可能全面替代非球面，在未來光學設計中有可能占據重要的地位。同時，梯度折射率理論，在眼視光學、激光晶體熱效應分布等方面也有應用。ZEMAX軟件已經不僅僅是光學設計師的專有軟件，對于從事光學工程的研究者或者工程師，它的使用已經是必不可少的工具之一。
本書在編寫過程中盡量梳理各種理論之間的關系，盡量做到前后順序的科學化，保證后面使用時前面要講授過。同時，對于每一章，要力求一定的完整性，就著一個課題做深入的講授，避免知識點成散狀分布，使學生更能系統理解知識點之間的關聯性，不容易混亂。內容安排不多不少，兩個小時一個報告，講授一章，教師可根據基本理論擴展講授一些自己科研、現實生活或者經典文獻中的光學現象，以便引起學生濃厚的學習興趣。
為了與國際教學理念接軌，也便于學生養成研究的良好習慣，本書在第17章和第33章分別安排了期中課程設計和期末課程設計，讓學生以寫論文的形式提交作業。我們認為，嚴格認真的課程設計比課后作業會獲得更好的教學效果。
全書共33章，除去兩個課程設計，共31個講座或報告，如果全講授，需要62個學時。一般平均每學期18周，如果安排每周4學時，則共授課時72個學時，除去講座余下的10個學時，可開設為實驗課。部分學校安排《應用光學》課時為54學時，可以考慮舍去部分內容，比如傳統《應用光學》教材中很少出現的第10章、第31章和第32章，或者略去部分內容。
本書第1～8章由丁超亮編寫，第9～33章由趙存華編寫，全書由趙存華統稿。賈紅撰寫了第25章中的部分內容，本書中的所有圖表由孫梅霞和杜娟繪制，張相輝在本書的編寫過程中提出了十分有意義的建議。本書的成功出版得到了廣泛的支持，包括學校院系領導的關心，同行老師的重要意見和建議，以及幾屆學生講授中的互動，他們對本書質量的提高起到了重要的作用，在此一并感謝。另外，家人也十分支持我們的工作，忍受了我們全身心的投入，并且給予我們很大的幫助，在此表示深深的感謝。
本書是一個新的嘗試和探索，一定有很多不當之處，歡迎讀者不吝珠玉，給予批評指正。
編著者
趙存華，碩士，副教授。發表論文20余篇，其中SCI/EI收錄11篇。授權發明專利2項，實用新型1項。獲河南省自然科學優秀學術論文二等獎2項、三等獎2項。Optical Engineering等雜志特約審稿人。主持省部級以上項目2項。中國宇航學會光電專業委員會委員。
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