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。 @)'@LF1Z  
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目录 Y&!]I84]  
中译本序 <^q"31f  
原书前言 #bZ
=R  
第1章引言1 `8.32@rUB.  
1.1光学成像理论的*新进展1 .&}4  
1.2本书内容概述2 g!Yh=kA'N  
参考文献4 = hX-jP  
第2章衍射理论5 Qp.
!U~  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 6F&]Mk]V8  
2.1.1衍射的描述5 2hC$"Dfp  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 KeHE\Fq^V  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 59Q Q_#>  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 n_&)VF#n(  
2.2.1格林函数8 H1j6.i}q  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 }=m?gF%3  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 W#_gvW  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 K/d&c]  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 xA'#JN<*  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 -qP[$Q  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 S!!\!w>N  
2.3.3徳拜近似14 f=O>\
 
2.4傍轴近似14 aq\TO?  
2.4.1菲涅耳近似15 `&[:!U2]F  
2.4.2夫琅禾费近似16 kCjI`=7$[  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 >upUY(3&  
2.5.1圆孔衍射17 d?y\~<  
2.5.2圆屏衍射19 1nTaKK q  
2.5.3锯齿孔径衍射21 y$9t!cx  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 WJ4UJdf'  
参考文献26 54cgX)E[x  
第3章点扩散函数28 rZQHB[^3  
3.1透镜的透过率28 )[X!/KR90  
3.2透镜的衍射30 mf_'| WDs  
3.2.1圆透镜32 UuC"-$:  
3.2.2环形透镜36 (ai-n,y  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 ]sP9!hup  
3.3相干像的形成38 t}+c/ C%b=  
3.3.1透镜成像规律40 :p)9Heu  
3.3.2散焦效应42 H08YMP>dc  
3.3.3阿贝成像理论44 PxD}j 2Kd  
3.4空间不变特性47 1g
ej$G@  
3.5非相干成像51 >t2)Z|1  
参考文献52 N_[ Q.HD"  
第4章传递函数分析53 7{
F9b0zwk  
4.1传递函数介绍53 L=!kDU  
4.2相干传递函数57 Sz@?%PnU|  
4.3光学传递函数60 `3P62M<  
4.3.1圆透镜61 rPvX8*)tV  
4.3.2环形透镜64 Y8'_5?+ 0  
4.4三维传递函数的投影与截面65 VgoKi  
4.4.1厚平面物体65 'wV26Dm  
4.4.2薄物体66 (MiOrzT  
4.4.3线物体67 G/44gKl  
4.4.4点物体68 Tm.w+@  
4.5聚焦和轴上传递函数69 WREGRy  
4.5.1聚焦传递函数69 8vo7~6yy  
4.5.2轴上传递函数71 0M2+?aKif  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 bO%ck-om!  
4.7空间滤波原理及应用74 }C`0" 1  
4.7.1正弦光栅图像76 <f{`}drp/  
4.7.2相衬图像77 0 3 $ W  
4.7.3光学数据处理78 `^k<.O  
4.7.4其他的空间滤波器80 k\Tm?^L)  
参考文献81 `z`;eR2oX  
第5章超短脉冲光束成像83 <!XnUCtV  
5.1超短脉冲光束的产生83 &?sjeC_  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 HcS^3^Y  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 !O_^Rn+<2  
5.3.1圆孔87 >(KUYX?p  
5.3.2圆屏91 "E!p1  
5.3.3锯齿孔92 pR>QIZq<gT  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 [N+ruc?)  
5.5薄透镜的点扩散函数95 \ jdO,-(  
5.5.1色差效应96 ZaindX{.1  
5.5.2降低色度的方法98 Cms"OkN  
5.5.3单点的时间相关图像100 IFoN<<7/2$  
5.6薄透镜的传递函数102 =H
?5fT^  
5.6.1相干传递函数102 v~QZO4['  
5.6.2光学传递函数105 ~2ei+#d!^  
参考文献108 [/j-d  
第6章高数值孔径物镜成像109 cNCBbOMr  
6.1高数值孔径物镜的影响109 )PNk O3  
6.2德拜理论111 wb"t:(>&  
6.2.1德拜近似111 gipRVd*TA  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 a :AcCd)  
6.2.3傍轴近似114 <QLj6#d7Y  
6.3切趾函数115 NH6!|T  
6.3.1正弦条件116 o7B+f  
6.3.2赫歇尔条件118 I@v.Hqg+7  
6.3.3均匀投影条件119 Yr0i9Qow  
6.3.4亥姆霍兹条件119
sRI8znus  
6.4传递函数120 :\We =oX  
6.4.1相干传递函数120 <rxem(PPu  
6.4.2光学传递函数122 >pHvBFa3G  
6.5矢量德拜理论124 P^+>QJ1  
6.5.1矢量德拜积分124 * OFT)S  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 Py<vN!
 
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 e{S`iO  
6.6.1单电介质界面129 "+Rm4_  
6.6.2多介质界面132 Y:BrAa[  
参考文献134 40/[uW"  
第7章有像差成像135 Yb/
^Qk59  
7.1有像差的衍射积分135 \?}.+v  
7.1.1存在像差的德拜积分135 c~;.m<yrf  
7.1.2斯特列尔强度137 wO NQlt  
7.2像差函数的展开138 3E:<  
7.2.1位移定理138 JDlIf  
7.2.2泽尼克圆多项式138 wu'60po  
7.3初级像差139 oWOZ0]H1  
7.3.1初级像差的定义139 Fd'L:A~  
7.3.2初级像差的表示140 -7Wmq[L/  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 1N*~\rV*?  
7.4初级像差的容限条件146 <{j
9|mt  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 e@YR/I8my  
7.4.2马雷查尔判据146 Yb*}2  
7.5折射率不匹配引起的像差147 /2I("x]  
7.5.1介质界面引起的球差147 e&nw&9vo  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 G9Ezm*I;:  
7.6物镜管长变化导致的球差151 4f5$^uN$qA  
参考文献152 r&;AG@N/  
附录A傅里叶变换153 ~coG8r"o  
A.1一维傅里叶变换153 h~t]WN  
A.2二维傅里叶变换154 Kz;VAH  
A.3三维傅里叶变换154 oQO3:2
a  
A.4傅里叶变换定理156 ~46ed3eGzi  
附录B汉克尔变换158 B$j,:^  
附录CDelta函数160 iqYc&}k,  
索引162 v-qS 'N4  
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