【工程光学基础】是研究光在介质中传播规律和光学系统成像特性的学科，主要以几何光学理论为基石。几何光学将光看作抽象的几何线，即光线，光线的方向表示光的传播方向，而光线的路径被称为光路。在几何光学中，波面是同一时刻振动位相相同的点组成的面，波面的法线代表光的传播方向，形成光束。根据波面形状，光束可分为平行光束（对应平面波）、发散光束（对应球面波）和会聚光束（也对应球面波）。
【光学基本定律】是几何光学理论的核心，包括：
1. **光的直线传播定律**：在各向同性的均匀介质中，光线沿直线传播，如影子的形成、日食和月蚀的观察都体现了这一定律。
2. **光的独立传播定律**：不同光线在某一点的传播互不影响，它们的效果是各自作用的叠加，简化了光线传播的研究。
3. **光的反射定律**：入射光线、反射光线和法线都在同一平面上，反射角等于入射角，两者符号相反。
4. **光的折射定律**（斯涅尔定律）：折射光线和入射光线位于法线两侧，折射角的正弦与入射角的正弦之比为常数，即折射率，与入射角大小无关。
**折射率**是衡量透明介质中光速减慢程度的参数，定义为光在真空中的速度与在该介质中的速度之比。折射率的不同导致光线在介质间传播时发生折射或反射。
**光路的可逆性**是指光线可以沿着相反方向传播，保持同样的传播规律，即从介质B进入介质A的光线，如果按照相反方向入射，会沿着原路返回。
**全反射现象**发生在光从光密介质（折射率高）射向光疏介质（折射率低）时，当入射角大于临界角，折射角将达到90度，光线不会进入光疏介质，而是全部反射回去。临界角的正弦值等于两介质折射率的倒数比例。
这些基本定律和概念是工程光学的基础，它们在设计和分析光学系统，如透镜、反射镜、光纤通信等应用中起到关键作用。理解这些原理对于光学工程师和物理学者至关重要，能够帮助他们解决实际问题，如成像质量优化、光学系统设计和光学仪器的性能评估。
