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。 $5m_)]w4a  
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目录 E8.xmTq  
中译本序 6 bnuC  
原书前言 ZIrJ"*QO=  
第1章引言1 0Ku%9wh-  
1.1光学成像理论的*新进展1 (">gLr  
1.2本书内容概述2 5Pl~du  
参考文献4 ~h*p A8^L  
第2章衍射理论5 IW'2+EGc  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 )\TI^%s  
2.1.1衍射的描述5 Q-GnNT7MB3  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 }X`jhsqT  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 a,N?GxK~  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 35[8XD  
2.2.1格林函数8 MO$dim>  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 ihJC)m`Hbl  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 O/=i'0Xv  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 8oj-5|ct  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 z3[0BWXs  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 grhwPnKl  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 {E~MqrX  
2.3.3徳拜近似14 O$=)  
2.4傍轴近似14 IlcFW  
2.4.1菲涅耳近似15 ep<2u x  
2.4.2夫琅禾费近似16 afMIqQ?  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 o= %Fh
 
2.5.1圆孔衍射17 '.wyfSH@  
2.5.2圆屏衍射19 ~=,|dGAa$  
2.5.3锯齿孔径衍射21 L.xzI-I@D  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 nJ4CXSdE  
参考文献26 N|ut^X+|\  
第3章点扩散函数28 :oH"  
3.1透镜的透过率28 -R;.Md_  
3.2透镜的衍射30 5)yQrS !{:  
3.2.1圆透镜32 Cu\A[6g,  
3.2.2环形透镜36 ya'@AJS  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 "=W7=V8w  
3.3相干像的形成38 Ir*,fyl  
3.3.1透镜成像规律40 
}>:x  
3.3.2散焦效应42
{[4Y(l1  
3.3.3阿贝成像理论44 n8M/Y}mH  
3.4空间不变特性47 4565U  
3.5非相干成像51 ]AGJPuX  
参考文献52 T@]vjXd![  
第4章传递函数分析53 I$neE"wW  
4.1传递函数介绍53 WbS2w @8  
4.2相干传递函数57 yoj5XBM  
4.3光学传递函数60 <)]B$~(a  
4.3.1圆透镜61 By@<N [I@  
4.3.2环形透镜64 F^=|NlU&%  
4.4三维传递函数的投影与截面65 e3wFi,/@  
4.4.1厚平面物体65 )G6]r$M>o0  
4.4.2薄物体66 h@z(yB j:0  
4.4.3线物体67 |Js96>B:  
4.4.4点物体68 4.3Bz1p&#  
4.5聚焦和轴上传递函数69 nFlj`k<]Y  
4.5.1聚焦传递函数69 I@ch 5vl4  
4.5.2轴上传递函数71 3Nh;^  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 mLO{~ruu  
4.7空间滤波原理及应用74 w>X33Ff]8@  
4.7.1正弦光栅图像76 ,7pO-:*g  
4.7.2相衬图像77 I,AI$A
 
4.7.3光学数据处理78 %t\`20-1<  
4.7.4其他的空间滤波器80 )*
^PMf  
参考文献81 hSD)|  
第5章超短脉冲光束成像83 S&V5zB""n  
5.1超短脉冲光束的产生83 z1LATy  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 E<a~ `e  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 QH4nb h4  
5.3.1圆孔87 H#G~b""mY  
5.3.2圆屏91 EG0NikT?  
5.3.3锯齿孔92 $xS `i-|  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 {61NLF\0H  
5.5薄透镜的点扩散函数95 oa`,|dA"  
5.5.1色差效应96 $<]y.nr|CX  
5.5.2降低色度的方法98 vdNh25a<h  
5.5.3单点的时间相关图像100 @yB!?x  
5.6薄透镜的传递函数102 k-T_,1l{  
5.6.1相干传递函数102 ^$_a_ft#  
5.6.2光学传递函数105 /Yx 1S'5  
参考文献108 :%A1k2  
第6章高数值孔径物镜成像109 s i
v KXd  
6.1高数值孔径物镜的影响109 .Kq>/6  
6.2德拜理论111 '8k\a{t_z  
6.2.1德拜近似111 r,MgIv(L  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 Tc\^=e^N?  
6.2.3傍轴近似114 ?i(Tc
!  
6.3切趾函数115 t3Q;1#Zf  
6.3.1正弦条件116 $&k2m^R<  
6.3.2赫歇尔条件118 _e8@y{/~Fd  
6.3.3均匀投影条件119 : Ot\l  
6.3.4亥姆霍兹条件119 X&M4c5Li  
6.4传递函数120 T[<ll
h'+  
6.4.1相干传递函数120 .^djB x  
6.4.2光学传递函数122
QKZm<lUL  
6.5矢量德拜理论124 "a`0s_F,^  
6.5.1矢量德拜积分124 B{/Pv0y  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ~?-U J^#  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 |RAi6;  
6.6.1单电介质界面129 0tn5>Dsk  
6.6.2多介质界面132 L|6clGp  
参考文献134 ERGDo=j  
第7章有像差成像135 =t&B8+6  
7.1有像差的衍射积分135 $|6Le; K  
7.1.1存在像差的德拜积分135 HC4ad0Gs+{  
7.1.2斯特列尔强度137 cGsxfwD  
7.2像差函数的展开138 xHykU;p@  
7.2.1位移定理138 O`t ]#  
7.2.2泽尼克圆多项式138 k'%c|kx8U  
7.3初级像差139 G~a/g6M4  
7.3.1初级像差的定义139 G5=(3V%  
7.3.2初级像差的表示140 w69`vK  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 '/;#{("  
7.4初级像差的容限条件146 LD_aJ^(d  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 WU#bA|Cf  
7.4.2马雷查尔判据146 UH%?{>oRh  
7.5折射率不匹配引起的像差147 in#qV  
7.5.1介质界面引起的球差147 PM=I
 
7.5.2由盖玻片导致的球差150 [JMz~~F  
7.6物镜管长变化导致的球差151 w:'$Uf8]  
参考文献152 x gaN0!  
附录A傅里叶变换153 '4dnC2a]  
A.1一维傅里叶变换153 S][:b  
A.2二维傅里叶变换154 U@m<  
A.3三维傅里叶变换154 [:g6gAuh,  
A.4傅里叶变换定理156 Mk|h ><Q"  
附录B汉克尔变换158 Gk799SDL  
附录CDelta函数160 (sJ{27b_  
索引162 r]BB$^@@V  
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