高等光学成像理论

光学显微术及相关技术由于激光技术的引进获得快速发展，促使了光学成像理论在空间域与频域的三维显微成像理论、超短脉冲成像理论、高数值孔径物镜像差理论等方面的进步。本书涉及描述棱镜光学成像系统的理论与原理，包括衍射理论、点扩散函数、传递函数分析、超短脉冲光束成像、高数值孔径物镜成像、有像差成像等，并对现代光学显微术中所需的新理论进行介绍。 8)1k>=  
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目录 )G a%Eg9  
中译本序 "|\G[xLOaW  
原书前言 c5($*tTT  
第1章引言1 Rqk;!N  
1.1光学成像理论的*新进展1 wTL&m+xr  
1.2本书内容概述2 %pR:.u|  
参考文献4 +a{P,fRl@  
第2章衍射理论5 =xa:>Vh#  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 QNk\y@yKw  
2.1.1衍射的描述5 8l, R|$RKP  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 mo$`a6[h<  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 }qa8
o  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 4}4K6y<q  
2.2.1格林函数8 xw)$).yc  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 ^hpdre"  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 C_&-2Z  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 >sUavvJ~x  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 #-0}r  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 G
<S(P@ss  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 4FWb5b!A=  
2.3.3徳拜近似14 &<s[(w!%%  
2.4傍轴近似14 @F+zME   
2.4.1菲涅耳近似15 Spnshv8  
2.4.2夫琅禾费近似16 bpQ5B'9  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 U^ecg{  
2.5.1圆孔衍射17 x}8 U\  
2.5.2圆屏衍射19 #i8] f{  
2.5.3锯齿孔径衍射21 J<<Ph  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Q :<&<i=I  
参考文献26 Q*W`mFul  
第3章点扩散函数28 v(=?ge YLo  
3.1透镜的透过率28 g3}K  
3.2透镜的衍射30 ?gp:uxq,.  
3.2.1圆透镜32 .ykCmznf*  
3.2.2环形透镜36 y@5{.jsr_  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 :{(` ;fJ  
3.3相干像的形成38 U]aH4N  
3.3.1透镜成像规律40 ]dx6E6A,  
3.3.2散焦效应42 Z'vic#  
3.3.3阿贝成像理论44 {hS9FdWA;  
3.4空间不变特性47 !`3q9RT3."  
3.5非相干成像51 cTU%=/gbc<  
参考文献52 rv75R}.6R^  
第4章传递函数分析53 ku@sQn  
4.1传递函数介绍53 %Km^_JM  
4.2相干传递函数57 q0Hor  
4.3光学传递函数60 HF2w?:  
4.3.1圆透镜61 Rh[%UNl  
4.3.2环形透镜64 Zj(2
$9IU  
4.4三维传递函数的投影与截面65 !9B`  
4.4.1厚平面物体65 X9J&OQ  
4.4.2薄物体66 #- l1(m  
4.4.3线物体67 7S +YQ$_  
4.4.4点物体68 w^_[(9 `  
4.5聚焦和轴上传递函数69 1Qc>A8SU  
4.5.1聚焦传递函数69 5uVSbo.  
4.5.2轴上传递函数71 %Sgdhgk1  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 Kx-s95t  
4.7空间滤波原理及应用74 i]>)'i  
4.7.1正弦光栅图像76 TVkC pO,H  
4.7.2相衬图像77  Uz;z  
4.7.3光学数据处理78 bJ~@ k,'  
4.7.4其他的空间滤波器80 _(qU%B  
参考文献81 4RLuv?,)~  
第5章超短脉冲光束成像83 6X2~30pdE  
5.1超短脉冲光束的产生83 'b?Px}  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 h{J=Rq  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 8Pkw'.r  
5.3.1圆孔87 'Ti7}K  
5.3.2圆屏91 c"|4'#S  
5.3.3锯齿孔92 ai3wSUYJi  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 9r5<A!1#L  
5.5薄透镜的点扩散函数95 d0b`qk @4  
5.5.1色差效应96 Vy-kogVt  
5.5.2降低色度的方法98 jm~qD T,  
5.5.3单点的时间相关图像100 uxxS."~  
5.6薄透镜的传递函数102 rZ|!y ~S|  
5.6.1相干传递函数102 )kBN]>&R  
5.6.2光学传递函数105 l"C)Ia&/  
参考文献108 aUqVcEU1  
第6章高数值孔径物镜成像109 4v=NmO}  
6.1高数值孔径物镜的影响109 n1"QHA  
6.2德拜理论111 7sC8|+  
6.2.1德拜近似111 shn{]Y  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 l6[0i  
6.2.3傍轴近似114 z_A:MoYfo  
6.3切趾函数115 BEm~o#D  
6.3.1正弦条件116 p+t79F.js  
6.3.2赫歇尔条件118 Q>G lA  
6.3.3均匀投影条件119 ug|'}\LY  
6.3.4亥姆霍兹条件119 #dd-rooQuD  
6.4传递函数120 nB8JdM2h{  
6.4.1相干传递函数120 bG'"l qn  
6.4.2光学传递函数122 MFHc>O DA  
6.5矢量德拜理论124 ~ sC<V  
6.5.1矢量德拜积分124 VSxls  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 2I!L+j_  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 l6AG!8H  
6.6.1单电介质界面129 !%1=|PX_  
6.6.2多介质界面132 Q9[$8  
参考文献134 k=7+JI"J  
第7章有像差成像135 kW 7$  
7.1有像差的衍射积分135 ;&A%"8o  
7.1.1存在像差的德拜积分135 o:.6{+|N  
7.1.2斯特列尔强度137 "I7 Sed7  
7.2像差函数的展开138
+Vf39}8  
7.2.1位移定理138 %+1;iuDL  
7.2.2泽尼克圆多项式138 *<5zMSZO  
7.3初级像差139 SU {
U+  
7.3.1初级像差的定义139 Xv5|j/<~p  
7.3.2初级像差的表示140  .Lvg $d  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 )(aj  
7.4初级像差的容限条件146 -t5DcEAb$  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 $PNS`@B  
7.4.2马雷查尔判据146 y5v}EX`m&  
7.5折射率不匹配引起的像差147 opQdym  
7.5.1介质界面引起的球差147 .;:jGe(  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 .t7mTpi  
7.6物镜管长变化导致的球差151 =` %iv|>r0  
参考文献152 :.K#=ROP  
附录A傅里叶变换153 Py3Y*YP  
A.1一维傅里叶变换153 k *#fN(_  
A.2二维傅里叶变换154 lwhVP$q}  
A.3三维傅里叶变换154 h|D
KD.  
A.4傅里叶变换定理156 uqN:I)>[P  
附录B汉克尔变换158 '/h~O@Rw  
附录CDelta函数160 L, k\`9bQ  
索引162 qM|-2Zl!+  
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