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。 yj]\%3o<Z7  
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目录 X8U._/'N  
中译本序 'MEO?]Tf.^  
原书前言 /*B^@G|]'  
第1章引言1 t-#Y6U}b+  
1.1光学成像理论的*新进展1 [3":7bB 'E  
1.2本书内容概述2 K%TlBKV  
参考文献4 "],amJ  
第2章衍射理论5 +bnz%/v  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 wr\d5j  
2.1.1衍射的描述5 T?=[6  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 CfFNk "0{  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 |Tz/9t  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 u#tLY/KA  
2.2.1格林函数8 'IrwlS  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 7.O1 ~-  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 YE#OAfj~  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 }^J&D=J5V  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 y@!kp*0  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 Vab+58s5  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 7QdU|1]  
2.3.3徳拜近似14 mtEE,O!+  
2.4傍轴近似14 ^FLuhLS\*  
2.4.1菲涅耳近似15 Q^qG=  
2.4.2夫琅禾费近似16 >j]*=&,7  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 ,
"/<N*vh  
2.5.1圆孔衍射17 9gMNS6D'b  
2.5.2圆屏衍射19 l\l\T<wa,  
2.5.3锯齿孔径衍射21 AuZ?~I1  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ,nO:Pxn|  
参考文献26 wzAp`Zs2Dm  
第3章点扩散函数28 ]1]  
3.1透镜的透过率28 E.Hw|y0_(|  
3.2透镜的衍射30 HaeF`gI^Ee  
3.2.1圆透镜32 3mWd?!+m=  
3.2.2环形透镜36 Q"]C"?  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 @:DS/#!  
3.3相干像的形成38 |L{<=NNs:D  
3.3.1透镜成像规律40 =dbLA ,z9  
3.3.2散焦效应42 KZV$rJ%G  
3.3.3阿贝成像理论44 ?5m[Qc(<  
3.4空间不变特性47 e=nExY  
3.5非相干成像51 7M:0%n$
 
参考文献52 'Mjbvh4  
第4章传递函数分析53 x9PEYhL?  
4.1传递函数介绍53 ZiDmx-X  
4.2相干传递函数57 (bo{vX  
4.3光学传递函数60 h+$1+Es  
4.3.1圆透镜61 tq9t(0EL  
4.3.2环形透镜64 8<u_ wt@  
4.4三维传递函数的投影与截面65 ;2RCgX!'%  
4.4.1厚平面物体65 5v8&C2Jy@  
4.4.2薄物体66 ]zVe%Wa  
4.4.3线物体67 8}p5MG  
4.4.4点物体68 k}-%NkQ 9O  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ,2?"W8,  
4.5.1聚焦传递函数69 Yg%V  
4.5.2轴上传递函数71 NXDV3MH=  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 WPyd ^Y<  
4.7空间滤波原理及应用74 <R~(6krJwZ  
4.7.1正弦光栅图像76 6X5m1+ Oi^  
4.7.2相衬图像77 f9u["e  
4.7.3光学数据处理78 zqYfgV  
4.7.4其他的空间滤波器80 ?|^1-5l3  
参考文献81 xtU)3I=F%  
第5章超短脉冲光束成像83 Bdm<<<  
5.1超短脉冲光束的产生83 {U=za1Ga  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 ?"AcK"v  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 HkxFDU-K  
5.3.1圆孔87 yB}y'5  
5.3.2圆屏91 M:?eK [h  
5.3.3锯齿孔92 -tx)7KV-  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 +XWXHt  
5.5薄透镜的点扩散函数95 f7OfN#I  
5.5.1色差效应96 7 pg8kq@  
5.5.2降低色度的方法98 Uk ?V7?&  
5.5.3单点的时间相关图像100 ]@ETQ8QN  
5.6薄透镜的传递函数102 +C\?G/  
5.6.1相干传递函数102 TO[5h Y\  
5.6.2光学传递函数105 -<&"geJA  
参考文献108 #:Cr'U  
第6章高数值孔径物镜成像109 -$WiB  
6.1高数值孔径物镜的影响109 k` (_~/#  
6.2德拜理论111 L0|Vc9  
6.2.1德拜近似111 oG@P M+{  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 6?}8z q[  
6.2.3傍轴近似114 Q+G=f  
6.3切趾函数115 KUH&_yCRB  
6.3.1正弦条件116 $Ry NM2YI  
6.3.2赫歇尔条件118 T:cSv @G  
6.3.3均匀投影条件119 GLc+`,.  
6.3.4亥姆霍兹条件119 TdD-#|5  
6.4传递函数120 pfAp2"  
6.4.1相干传递函数120 u[2R>=  
6.4.2光学传递函数122 7F?^gMi  
6.5矢量德拜理论124 RW
A|%/L  
6.5.1矢量德拜积分124 X+iA"B  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 7-e)V{A`w  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 6mdJ =b#  
6.6.1单电介质界面129 94nvh:n  
6.6.2多介质界面132 cx_"{`+e  
参考文献134 *N'B(j/  
第7章有像差成像135
"cJ5Fd:*  
7.1有像差的衍射积分135 shn`>=0.&  
7.1.1存在像差的德拜积分135 .M:,pw"S]  
7.1.2斯特列尔强度137 W,Dr2$V  
7.2像差函数的展开138 aKCCFHq t!  
7.2.1位移定理138 w #(XiH*  
7.2.2泽尼克圆多项式138 &B3\;|\  
7.3初级像差139 Y!&dj95y  
7.3.1初级像差的定义139 AW> P\>{RE  
7.3.2初级像差的表示140 Zb2 B5(0  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 Y]8l]l 1  
7.4初级像差的容限条件146 Gq-U}r
  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 9lTA/-  
7.4.2马雷查尔判据146 Bfw>2  
7.5折射率不匹配引起的像差147 oF,8j1  
7.5.1介质界面引起的球差147 D"1ciO8^I]  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 %_tL}m{?  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ` S85i*  
参考文献152 k7y!!AV  
附录A傅里叶变换153 fXL>L   
A.1一维傅里叶变换153 TqbKH08i/  
A.2二维傅里叶变换154 _\o +9X!  
A.3三维傅里叶变换154 L**!$k"{5  
A.4傅里叶变换定理156 Fd'Ang6"  
附录B汉克尔变换158 &5d>jEaB}  
附录CDelta函数160
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索引162 N;[w`d'#  
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