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。 EJ;0ypbG  
~7 L)n  
})Mv9~&S  
fQTA@WAr  
;E? hz  
o7a6 )2JK  
目录 cU5"c)$'  
中译本序 *5_8\7d  
原书前言 QDgEJ
%U-  
第1章引言1 %OTA5  
1.1光学成像理论的*新进展1 vWi.[]  
1.2本书内容概述2 X)iWb(@k"7  
参考文献4 +s(IQt  
第2章衍射理论5 5
az 4NT  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 Re,$<9V  
2.1.1衍射的描述5 ZR-s{2sl  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 {F6dSF`  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 U>_\  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 +b,31  
2.2.1格林函数8 e]*=sp!T  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 6:@
t=C  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 90h1e7Zc
C  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ['4\O43yv  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 fzFvfMAU  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 5ih"Nds[H  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 rq(~
/Yc  
2.3.3徳拜近似14 4>"cc@8&~  
2.4傍轴近似14 bu"68A;>  
2.4.1菲涅耳近似15 O*J_+6  
2.4.2夫琅禾费近似16 F2PLy q  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 7=p-A_X  
2.5.1圆孔衍射17 K)Xs L  
2.5.2圆屏衍射19 Oz#EGjz  
2.5.3锯齿孔径衍射21 rv%ye H  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 /@:up+$  
参考文献26 nvs}r%1'5  
第3章点扩散函数28 #?$'nya*u  
3.1透镜的透过率28 <`p75B  
3.2透镜的衍射30 igj={==m  
3.2.1圆透镜32 _+Jf.n20  
3.2.2环形透镜36 _D2bGZN  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 D _bkUR1  
3.3相干像的形成38 Id.Z[owC`Y  
3.3.1透镜成像规律40 l@tyg7CwY  
3.3.2散焦效应42 e@,u`{C[  
3.3.3阿贝成像理论44 -wfRR>)d  
3.4空间不变特性47 g",wkO|  
3.5非相干成像51 >NH4A_  
参考文献52 VTJIaqw  
第4章传递函数分析53 =,C
9O  
4.1传递函数介绍53 EOBs}M
;  
4.2相干传递函数57 /[20e1 w!  
4.3光学传递函数60 }ED nLou  
4.3.1圆透镜61 r{q}f)  
4.3.2环形透镜64 ;X$q#qzN
#  
4.4三维传递函数的投影与截面65 hSkc9jBF
 
4.4.1厚平面物体65 1A?\BJ"  
4.4.2薄物体66 `dgM|.w5=  
4.4.3线物体67 ,XeyE;||  
4.4.4点物体68 yWv<A^C&  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ` Y{>2UFX  
4.5.1聚焦传递函数69 62MRI  
4.5.2轴上传递函数71 YH'$_,8peM  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 mZbWRqP[|_  
4.7空间滤波原理及应用74 `\/toddUh[  
4.7.1正弦光栅图像76 43J\8WBn@  
4.7.2相衬图像77 X/E7o92\  
4.7.3光学数据处理78 (@KoqwVWc  
4.7.4其他的空间滤波器80 %_b^!FR  
参考文献81 u(1J=h  
第5章超短脉冲光束成像83 + %MO7vL  
5.1超短脉冲光束的产生83 N;Z`%&  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 QM[A;WBr7  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 ]3O 4\o  
5.3.1圆孔87 IP30y>\  
5.3.2圆屏91 2ec$xms  
5.3.3锯齿孔92 wovmy{K  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 Cdp]Nv6  
5.5薄透镜的点扩散函数95 @%EE0)IA  
5.5.1色差效应96 @cuD8<\i  
5.5.2降低色度的方法98 i<4>\nc  
5.5.3单点的时间相关图像100 o%Be0~
n'  
5.6薄透镜的传递函数102 x7P([^i  
5.6.1相干传递函数102 fg9?3x Z  
5.6.2光学传递函数105 J$#h(D%  
参考文献108 y:[BP4H?y  
第6章高数值孔径物镜成像109 ex` xkZ+  
6.1高数值孔径物镜的影响109 . ]o3A8  
6.2德拜理论111 zH)cU%I@.  
6.2.1德拜近似111 ~9JW#HHzn  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 IPl@ DH  
6.2.3傍轴近似114 2qZa9^}  
6.3切趾函数115 lQV|U;~D  
6.3.1正弦条件116 ;YK!EMM4!h  
6.3.2赫歇尔条件118 K<@[_W+  
6.3.3均匀投影条件119 AIZW@Nq.5  
6.3.4亥姆霍兹条件119 H+4=|mkQ  
6.4传递函数120 Sao>P[#x  
6.4.1相干传递函数120 $hG;2v  
6.4.2光学传递函数122 Q7,EY /  
6.5矢量德拜理论124 t6'61*)|0  
6.5.1矢量德拜积分124 DE*MdfP0  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ],;D2]<s  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 )
\{'fF  
6.6.1单电介质界面129 gw_|C|!P  
6.6.2多介质界面132 g3|B
E2?  
参考文献134 #*!
+b  
第7章有像差成像135 &EAk z  
7.1有像差的衍射积分135 v"z(JF  
7.1.1存在像差的德拜积分135 _9D|u<D  
7.1.2斯特列尔强度137 H4M{_2DO  
7.2像差函数的展开138 }qc#lz  
7.2.1位移定理138 zuUT S[  
7.2.2泽尼克圆多项式138 F\>oxttS1
 
7.3初级像差139 +
$>N]1
 
7.3.1初级像差的定义139 B|cA[  
7.3.2初级像差的表示140 : @'fpN  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 ~O \}/I28  
7.4初级像差的容限条件146 2q)T y9  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ?qk@cKS  
7.4.2马雷查尔判据146 !G7h9CF|{  
7.5折射率不匹配引起的像差147 LO"_NeuL  
7.5.1介质界面引起的球差147 }l~]b3@qu  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 as>:\hjP##  
7.6物镜管长变化导致的球差151 82lr4  
参考文献152 q1H=/[a  
附录A傅里叶变换153 vFTXTbt'h  
A.1一维傅里叶变换153 zQ,f5x  
A.2二维傅里叶变换154 fD'/#sA#'  
A.3三维傅里叶变换154 :`D'jF^S  
A.4傅里叶变换定理156 brb[})}  
附录B汉克尔变换158 cL
#-*_(  
附录CDelta函数160 x_yF|]aI
!  
索引162 )AOPiC$jL  
9oEpPL5