ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие редактора перевода из "Статистическая оптика " кому приходится в той или иной мере заниматься когерентной оптикой, хорошо знакома вышедшая еще в 1970 г. книга профессора Станфордского университета Дж. Гудмена Введение в фурье-оптику (М. Мир, 1970). Несмотря на то что за истекшее с тех пор время появилось несколько хороших книг, в которых рассматриваются аналогичные вопросы, эта книга далеко не устарела и не перестает быть настольной у интересующегося данной тематикой читателя. Она служит и учебником, и справочником, который можно читать с любого места. [c.5] Лежащая перед читателем новая книга Дж. Гудмена представляет собой существенным образом переработанное и значительно расширенное издание вышеуказанной книги. В ней помещено много нового материала, который в этой области появился II накопился за два последних десятилетия. Теперь основное внимание в ней обращается на вопросы статистической оптики. Развитие теории когерентности светового излучения и статистической теории процессов излучения и поглощения света заставило автора изложить новые методы анализа корреляционной структуры световых потоков, пх преобразования при прохождении через пассивные и активные оптические среды и их регистрации. Более того, автору, естественным образом, пришлось с новых позиций осветить и ранее изложенные, казалось бы устоявшиеся, вопросы. В результате получилась по сути совершенно новая книга, посвященная основным вопросам современной оптической физики. С этим связано н изменение ее названия. Разумеется, объем ее существенным образом увеличился. [c.5] Потребности практики заставляют исследователя все глубже проникать в область статистической оптики, все шире применять ее методы в разных диапазонах длин волн, сравнимых с размерами регулярных и нерегулярных неоднородностей. Когда существенную роль начинают играть дифракционные ограничения, особенно заметно сказывается характер когерентности используемых световых потоков. [c.6] Книга Дж. Гудмена — это в первую очередь учебник, хотя по охвату, широте и свежести рассматриваемых вопросов она, несомненно, монографична. Она удачным образом дополняет существующие книги и заполняет имеющиеся в них пробелы. В ее основе лежит неоднократно в течение многих лет читанный в разных странах курс лекций. При освещении трудных для понимания с первого раза вопросов статистической оптпки автор с большим мастерством отобрал, расположил и изложил огромный по разнообразию рассматриваемых задач предмет статистической оптики. Внимательный читатель найдет в этой книге много методических находок, которые полезны не только для облегчения усвоения и запоминания материала, но и для его последующего изложения в аудитории. Многие актуальные конкретные задачи (а их число весьма велико) рассмотрены и решены разными методами при разных подходах и в разных приближениях. [c.6] Достаточно подготовленный читатель может читать книгу с любого места, с карандашом в руках выполнить почти все пропущенные в ней преобразования и удостовериться в справедливости приводимых результатов. Решение удачно подобранных практически интересных задач не только позволяет читателю убедиться в том, насколько глубоко он усвоил разобранный материал, но также расширяет его научный кругозор и вселяет уверенность в умении самостоятельно решать практически важные задачи. Оригинальные рисунки и графики существенно дополняют книгу и иллюстрируют содержание полученных формул. [c.6] Для изучения содержания книги можно почти не прибегать к помощи дополнительной литературы. Чтение ее доставит вдумчивому читателю много приятных минут. [c.6] В тексте и в списке цитируемых источников автор неоднократно ссылается на оригинальные работы иностранных и советских авторов, существенным образом дополняющие излагаемый материал. Имея в виду советского читателя, мы сочли необходимым добавить небольшое число ссылок на отечественные источники и русские переводы некоторых иностранных книг ). При этом мы исходили из единственного желания облегчить знакомство читателя с более доступной для него литературой. [c.7] Редактор русского перевода книги Дж. Гудмена надеется, что опа принесет пользу всем, кто в своей деятельности связан с решением задач, в которых каким-либо образом проявляется статистическая природа оптического излучения. Она, несомненно, принесет пользу тем преподавателям университетов и инженерно-технических вузов, которые читают лекции по физической оптике и квантовой электронике. Студенты старших курсов и аспиранты физических специальностей найдут в ней богатый материал для самостоятельного изучения предмета. [c.7] Редактор и переводчик не сомневаются, что эта книга будет долгое время служить настольным руководством и справочником, занимая достойное место в оптических лабораториях и домашних библиотеках. [c.7] С начала 60-х годов постепенно стало ясно, что современный академический курс по оптике должен содержать серьезное изложение принципов фурье-анализа и теории линейных систем. В основу данной книги положен тезис о том, что в настоящее время уже столь же необходимы методы теории вероятностей и статистики и в учебные планы любого курса высшей оптики непременно должны входить элементы статистической оптики. За написание своей книги я взялся, чувствуя потребность в соответствующем учебнике для данной области науки. [c.8] Вопросы, рассматриваемые в книге, хотя и полностью относятся к физике, легко могут быть затемнены математикой. Поэтому перед автором такой книги встает задача как наилучшим образом использовать мощные математические методы, не допуская при этом потери физической ясности Приходится прибегать к компромиссам в отношении математической строгости и по возможности чаще снова и снова подчеркивать физический смысл математических величин. Так как одним из наиболее фундаментальных физических явлений, которые затрагиваются в большинстве из рассматриваемых вопросов, следует считать формирование интерференционных структур, при интерпретации математических формул я старался по возможности опираться на представления об интерференционной картине. Надеюсь, что такой подход будет наиболее подходящим как для инженеров-оптиков, так и для инженеров-электриков, оставаясь вполне ясным также и для физиков. Книга может служить руководством для самостоятельного изучения, а также пособием для лекторов по оптике. В ней дается много задач, которые можно задавать на дом. [c.8] Книга возникла из составленных в 1968 г. необработанных конспектов лекций, читавшихся в Станфордском университете, так что она писалась очень долго. Во многих отношениях работа оказалась слишком долгой (с чем, конечно, согласится мой терпеливый издатель), так как за период более 15 лет в любой области науки происходят важные изменения. Но я старался излагать материал таким образом, чтобы книга не устаревала со временем. Чтобы дать читателю новейшую информацию, я привожу в конце отдельных глав списки работ, опубликован-, ных в последние годы. [c.9] Калифорнии) за сигналы обратной связи , способствовавшие улучшению изложения. [c.10] Отношения между автором и издателем часто бывают отчужденными, а иногда и неприятными. Ничего подобного ие было в данном случае. Беатрис Шьюб, редактор издательства Джон Уайли , которая убеждала меня начать работу над этой книгой 15 лет назад, не только была исключительно терпелива и полна понимания, но и оказала также большую поддержку в процессе работы н стала моим большим личным другом. Было огромным удовольствием работать с ней. [c.10] Я должен особо поблагодарить К.-Ч. Чин из Пекинского университета за то время, которое она ш,едро уделила чтению рукописи, а за предложенные улучшения, а также Юдиф Кларк, на высоком профессиональном уровне перепечатавшую рукопись. [c.10] Наконец, я не нахожу слов, чтобы выразить свою благодарность моей жене Хон Май и моей дочери Мишель не только за их поддержку, но также за многие часы, которые нм пришлось проводить без меня, пока я работал над книгой. [c.10] Оптика как область науки уже давно вступила во второе тысячелетие своей жизнн, но, несмотря на свой возраст, остается еще замечательной юной и полной сил. В середине двадцатого столетия различные события и открытия дали ей новую жизнь, новую энергию и богатство. Особенно важное значение при этом имело 1) введение в оптику понятий п методов фурье-анализа и теории связи, начавшееся в конце 1940-х годов и продолжавшееся на протяжении 1950-х годов, 2) открытие лазера и успешное освоение лазерной техники в конце 1950-х годов и 3) появление нелинейной оптики в 1960-х годах. В данной книге проводится тезис о том, что менее бросающиеся в глаза, но столь же важные изменения в области оптики происходили постепенно (с ускоряющимся темпом) в течение всего столетия за счет внедрения статистических понятий и статистических методов анализа. Роли таких понятий в оптике и посвящена наша книга. [c.11] Область статистической оптики имеет свою богатую историю Многие фундаментальные статистические проблемы были решены еще в конце 19-го столетия применительно к акустике и оптике Рэлеем. Потребность в статистических методах в оптике исключительно возросла в связи со статистической интерпретацией квантовой механики, предложенной Борном. Введенная в 1954 г. Вольфом изящная и общая схема рассмотрения когерентных свойств волн явилась основой, которая позволила единым образом изучать многие важные статистические проблемы в оптике. Заслуживает также отдельного упоминания полуклас-сическая теория регистрации света, созданная Менделем, которая связала (сравнительно простым образом) статистические флуктуации классических волновых величин (поля, интенсивности) с флуктуациями, характерными для взаимодействия света с веществом. Хотя эта история еще далека от завершения, в отдельных последующих главах мы будем к ней возвращаться. [c.11] Вернуться к основной статье