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。 ( a#BV}=  
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目录 4o[{>gW  
中译本序 o66}yJzmD  
原书前言 F:S}w  
第1章引言1 Z7Hbj!d/Sz  
1.1光学成像理论的*新进展1 + {'.7#  
1.2本书内容概述2 >^3i|PB  
参考文献4 VI*$em O0  
第2章衍射理论5 qIT@g"%}t  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 j0q&&9/Jj  
2.1.1衍射的描述5 X^j
fuA  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 vnuN6M{  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 EfT=?  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 dSHDWu&  
2.2.1格林函数8 b&U62iq  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 1?l1:}^L  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 ZbKg~jdF  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ]7A'7p$Y  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 <N~K;n v  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ;!Fn1|)  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 5|)W.*Q  
2.3.3徳拜近似14 =Dj#gV  
2.4傍轴近似14
%8v\FS  
2.4.1菲涅耳近似15 6_B]MN!(  
2.4.2夫琅禾费近似16 =?8@#]G+  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 ]6j{@z?{  
2.5.1圆孔衍射17 kyV8K#}%8  
2.5.2圆屏衍射19 wC'Szni  
2.5.3锯齿孔径衍射21 J<lW<:!3]  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Kc\fu3Q  
参考文献26 RxQ*  
第3章点扩散函数28 {{!-Gr  
3.1透镜的透过率28 n+R7D.<q!!  
3.2透镜的衍射30 Q/Rqa5LI:  
3.2.1圆透镜32 +b6v!7_  
3.2.2环形透镜36 Q,Eo mt  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Pg{J{gn  
3.3相干像的形成38 `WS&rmq&'  
3.3.1透镜成像规律40 D2O~kNd  
3.3.2散焦效应42 K(|}dl:  
3.3.3阿贝成像理论44 ;kKyksxlD  
3.4空间不变特性47 %a7$QF]  
3.5非相干成像51 +ZX{>:vo   
参考文献52 F"mmLao  
第4章传递函数分析53 EdX$(scu~B  
4.1传递函数介绍53 7xR\kL.,  
4.2相干传递函数57 5mR 1@  
4.3光学传递函数60 ia? c0xL  
4.3.1圆透镜61 ^ZCD ~P_=  
4.3.2环形透镜64 Iu6   
4.4三维传递函数的投影与截面65 fN2lLn9/u  
4.4.1厚平面物体65 5:?!=<=  
4.4.2薄物体66 $:^td/p J  
4.4.3线物体67 T u'{&  
4.4.4点物体68 ),!q
TjD  
4.5聚焦和轴上传递函数69 W@esITr  
4.5.1聚焦传递函数69 xyxy`qRA  
4.5.2轴上传递函数71 % AgUUn&k  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 d_P` qA  
4.7空间滤波原理及应用74 {.]7!ISl5  
4.7.1正弦光栅图像76 z(~_AN M4,  
4.7.2相衬图像77 &5R&k0i r  
4.7.3光学数据处理78 K)P%;X  
4.7.4其他的空间滤波器80 rT>wg1:  
参考文献81 VtohL+  
第5章超短脉冲光束成像83 Fj!U|l\_9  
5.1超短脉冲光束的产生83 *NQ/UXE  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 to&m4+5?6  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 8?C5L8)  
5.3.1圆孔87 mp3s-YfRc  
5.3.2圆屏91 oL<St$1  
5.3.3锯齿孔92 ./~(7o$  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 Yr|4Fl~U  
5.5薄透镜的点扩散函数95 D43z9z-:L  
5.5.1色差效应96  AOx[  
5.5.2降低色度的方法98 v-Sd*(6  
5.5.3单点的时间相关图像100 8b=_Y;  
5.6薄透镜的传递函数102 TsZ@  
5.6.1相干传递函数102 @%SQFu@FJ  
5.6.2光学传递函数105 K,UMqAmk  
参考文献108 >R=|Wo`Ri  
第6章高数值孔径物镜成像109 UCWBYC+  
6.1高数值孔径物镜的影响109 #A.@i+Zv  
6.2德拜理论111 p b,. r  
6.2.1德拜近似111 b`_Q8 J  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 y
+q5UC|  
6.2.3傍轴近似114 DV{=n C  
6.3切趾函数115 ,u!sjx  
6.3.1正弦条件116 y+;|
Fz  
6.3.2赫歇尔条件118 1YMh1+1  
6.3.3均匀投影条件119 J=yT
bSN\v  
6.3.4亥姆霍兹条件119 nj4/#W  
6.4传递函数120 Y\tui+?J  
6.4.1相干传递函数120 Ap !lQ>p  
6.4.2光学传递函数122 l;V173W=&  
6.5矢量德拜理论124 |cY`x(?yP  
6.5.1矢量德拜积分124 ItCv.yv35  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 92-I~ !d  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 wNX]7wMX  
6.6.1单电介质界面129 ^C%<l(b  
6.6.2多介质界面132 2TuU2 f.  
参考文献134 I2DpRMy  
第7章有像差成像135 i?;Kq~,  
7.1有像差的衍射积分135 $ulOp;~A%  
7.1.1存在像差的德拜积分135 /7LR;>Bj  
7.1.2斯特列尔强度137 |'2d_vR  
7.2像差函数的展开138 :H[6Lg\*  
7.2.1位移定理138 },[}$m%  
7.2.2泽尼克圆多项式138  C.QO#b  
7.3初级像差139 M:V_/@W.  
7.3.1初级像差的定义139 F5#YOck&,  
7.3.2初级像差的表示140 zn(PI3+]!  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 6zn5UW#q  
7.4初级像差的容限条件146 2BobH_H  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 tI{_y  
7.4.2马雷查尔判据146 bjS{(  
7.5折射率不匹配引起的像差147  LIdF 0  
7.5.1介质界面引起的球差147 |Ds=)S" K  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 ,2)6s\]/b  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ]N[ 5q=A5  
参考文献152 cGD(.=  
附录A傅里叶变换153 h7I{ 4  
A.1一维傅里叶变换153 ;=UsAB]  
A.2二维傅里叶变换154 5M_H NWi4  
A.3三维傅里叶变换154 kNL\m[W8$  
A.4傅里叶变换定理156 d5l UGRg  
附录B汉克尔变换158 39jG8zr=Z[  
附录CDelta函数160 vcd\GN*4f  
索引162 *9i{,I@  
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