VIP10
本课程属于：003-几何光学核心原理 光学光电与激光工程 · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。
查看所属VIP全部课程 →
← 返回所属目录 咨询 / 购买

费马原理光路计算与数值仿真

📚 共计 30 章节
点击此处阅读海量试读课程：100+行业、1000+细分领域
第1章
费马原理的起源
从古希腊到17世纪的光学探索，费马的生平与贡献，最小时间原理的提出背景。
历史光学
第2章
费马原理的数学表述
光程的概念，变分法初步，费马原理的数学公式 δ∫ n ds = 0。
变分法光程
第3章
反射定律的推导
用费马原理解释光的反射，平面镜成像的几何关系，反射定律的数学证明。
反射几何
第4章
折射定律的推导
斯涅尔定律的费马原理推导，光密介质与光疏介质，全反射临界角计算。
折射全反射
第5章
光程与等时性
等时曲面概念，透镜等光程原理，迈克耳孙干涉仪中的光程补偿。
干涉等时
第6章
费马原理与几何光学
光线追踪基本思想，近轴光学近似，高斯光学中的费马原理应用。
光线追迹高斯
第7章
费马原理与波动光学
惠更斯-菲涅尔原理的联系，光程差与干涉条纹，衍射中的最小光程路径。
波动衍射
第8章
变分法与欧拉-拉格朗日方程
泛函极值问题，欧拉-拉格朗日方程推导，光路中的变分问题。
变分方程
第9章
梯度折射率光学
GRIN透镜原理，光线在梯度介质中的弯曲，自聚焦光纤的费马原理分析。
GRIN自聚焦
第10章
费马原理在光纤通信中的应用
多模光纤模式色散，渐变折射率光纤优化设计，色散补偿技术。
光纤色散
第11章
费马原理与成像系统
理想成像条件，阿贝正弦条件，光学像差的变分分析。
成像像差
第12章
费马原理在激光谐振腔中的应用
谐振腔稳定性条件，高斯光束传播，q参数变换规律。
激光谐振腔
第13章
费马原理与光学设计软件
Zemax/OpticStudio光线追迹，评价函数构建，优化算法的变分基础。
Zemax优化
第14章
费马原理在声学中的应用
声线追踪，声程与时间延迟，声学透镜的设计原理。
声学透镜
第15章
费马原理在地震学中的应用
地震波射线理论，走时曲线反演，层析成像基本原理。
地震层析
第16章
费马原理在量子力学中的应用
路径积分表述，经典作用量与光程类比，半经典近似。
量子路径积分
第17章
费马原理与相对论
弯曲时空光传播，引力透镜效应，夏皮罗时间延迟。
相对论引力
第18章
费马原理在海洋声学中的应用
深海声道(SOFAR)，声速剖面与声线弯曲，水下通信优化。
海洋声线
第19章
费马原理与大气光学
大气折射与星光闪烁，海市蜃楼成因，大气湍流对成像的影响。
大气湍流
第20章
费马原理在生物光学中的应用
人眼光学系统优化，晶状体梯度折射率，视网膜成像变分分析。
生物人眼
第21章
费马原理与光学薄膜
薄膜干涉光程计算，增透膜与高反膜设计，多层膜等效界面法。
薄膜干涉
第22章
费马原理在光刻技术中的应用
投影光刻照明系统，光刻胶光强分布，分辨率增强技术。
光刻分辨率
第23章
费马原理与全息术
全息图记录与再现，像差补偿，体全息布拉格条件。
全息布拉格
第24章
费马原理在光子晶体中的应用
光子带隙形成，自准直效应，超棱镜效应的变分解释。
光子晶体超棱镜
第25章
费马原理与非线性光学
自聚焦效应，光孤子形成，相位匹配条件的变分推导。
非线性孤子
第26章
费马原理在光学测量中的应用
干涉测量光程差控制，光学相干断层扫描(OCT)，激光测距精度极限。
测量OCT
第27章
费马原理与计算光学
计算成像光路优化，压缩感知与光场成像，端到端光学设计。
计算成像光场
第28章
费马原理的数值实现
光线追迹数值算法，龙格-库塔法求解光线方程，自适应步长控制。
数值龙格-库塔
第29章
费马原理的哲学意义
最小作用量原理的普适性，自然界的优化倾向，奥卡姆剃刀与科学美学。
哲学最小作用量
第30章
费马原理的现代挑战
超分辨成像极限，量子光学中的费马原理修正，拓扑光子学新路径。
前沿拓扑