天津大学2025年硕士研究生初试807工程光学与光电子学基础大纲
一、考试内容和比例1、考试内容
本科目的考试包含几何光学、物理光学和激光原理课程的考核，满分 150 分。
2、各课程分数比例
几何光学占 45%、物理光学占 45%、激光原理占 10%。
二、各课程的考试大纲
（一）几何光学
“几何光学”应重点掌握的知识包括：几何光学的基本理论和成像概念，理想光学系统成像
理论，光阑与光束限制，平面与平面光学系统、典型几何光学系统结构特点和成像性质等。
具体知识点如下：
1、掌握几何光学基本定律和成像概念。包括：四大基本定律、全反射现象及解释；完善成
像的概念和完善成像条件；符号规则；单折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。
2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用。包括：基点、基面及其特点；图解法求像的
方法；解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）；理想光学系统三个放大率的定义、计算公
式及物理意义；理想光学系统两焦距之间的关系；几种典型组合光组的结构特点、成像关系；
视角放大率的定义、物理意义及其与角放大率的区别等。
3、掌握平面光学系统的主要种类及应用。包括：平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用；
反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判断；折射棱镜的偏向角公式及其应用，光楔测微原
理等。
4、掌握光阑的基本概念和光束限制分析方法。包括：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定
义及它们的关系；视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；渐晕、渐晕光阑、
渐晕系数的定义，根据渐晕系数计算渐晕光阑的口径；物方远心光路及其应用；光瞳衔接原
则；场镜的定义、作用和成像关系等。
5、掌握典型几何光学系统的特点和成像性质。包括：正常眼、近视眼和远视眼的定义，眼
睛调节缺陷的校正方法等；视觉放大率的定义、表达式及其意义；显微镜系统的结构特点、
成像特点、光束限制及主要参数的计算公式；望远系统的结构特点、成像特点、光束限制及
主要参数的计算公式。
（二）物理光学
“物理光学”应掌握的重点知识包括：光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、
光的偏振和晶体光学基础等。具体知识点如下：
1、掌握电磁波的数学表达和基本物理性质；掌握光在两介质分界面上的反射和折射定律、
布儒斯特角、全反射等。
2、掌握光波的叠加原理和计算方法；理解光波的群速度、相速度概念；掌握干涉现象的定
义和形成干涉的条件；掌握条纹可见度的定义，以及空间相干性、时间相干性和光源振幅比
对条纹可见度的影响；掌握杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特点及其应用；掌握定域
面的概念；掌握等倾干涉和等厚干涉的条纹特征、光强分布计算；掌握牛顿干涉仪和迈克尔
逊仪的原理及其应用；掌握平行平板的多光束干涉条纹性质与计算。
3、掌握光衍射的定义；熟悉菲涅尔衍射和夫琅和费衍射的近似条件；掌握矩孔、圆孔、单
缝、多缝的夫琅和费衍射的光强分布规律；掌握光学成像系统的分辨本领定义及计算；掌握
常见光栅（如平面光栅、闪耀光栅）的基本原理、分光特性及相关计算，熟悉光栅光谱仪的
色散本领、分辨本领和自由光谱范围的定义和计算方法。
4、掌握光在各向异性介质中传播的基本规律，以及偏振光、部分偏振光、光的偏振度的定
义，掌握马吕斯定律；熟悉各种偏振光的产生和检验方法；掌握几种常见偏振棱镜、波片、
及巴比涅补偿器的工作原理和应用；掌握偏振光和偏振器件的琼斯矩阵表示及计算方法。
（三）激光原理
1. 激光的基本原理（光的受激辐射基本概念、光的受激辐射放大、光的自激振荡、激光的
特性）。
2. 激光特性的控制（Q 调制、锁模）。
三、试卷题型及比例
试题类型包括：是非判断题、简答题、作图题、计算题。
四、考试形式及时间
考试形式为笔试，考试时间为 3 小时。
五、参考教材
《工程光学》（第 4 版），郁道银，机械工业出版社，2015
《物理光学》（第 4 版），梁铨廷，电子工业出版社
《激光原理》（第 7 版），周炳琨 等 编著,国防工业出版社
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