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。 5p ,HkV  
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目录 %~[@5<p  
中译本序 X6=o vm  
原书前言 thz[h5C?C  
第1章引言1 [x'D+!  
1.1光学成像理论的*新进展1 pTT00`R  
1.2本书内容概述2 e/x6{~ju^N  
参考文献4 i:Gy
i([C  
第2章衍射理论5 FSkLR h  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5
F<b/)<Bm=  
2.1.1衍射的描述5 TW}].A_-  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 ZC`VuCg2O  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 S~)_=4Z  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 9CAu0N5<  
2.2.1格林函数8 6{I6'+K~  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 ! F<::fN  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 "\u<\CL  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 J>"qeR /  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 #Z,@yJ2wl  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ^$]iUb{\  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 |
.;]e[&  
2.3.3徳拜近似14 K"ly\$F  
2.4傍轴近似14 ~[=d{M!$W  
2.4.1菲涅耳近似15 m'M5O@?  
2.4.2夫琅禾费近似16 E{}J-_oS45  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 =Y*@8=V  
2.5.1圆孔衍射17 f4VdH#eng`  
2.5.2圆屏衍射19 (M<l}pl)  
2.5.3锯齿孔径衍射21 cj[x%eK>  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ZQn>+c2%!  
参考文献26 Ibx\k  
第3章点扩散函数28 WVz2 bzj  
3.1透镜的透过率28 '}:(y$9.`  
3.2透镜的衍射30 gX*j|(r  
3.2.1圆透镜32 U;0:@.q  
3.2.2环形透镜36 f:6F5G  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 vy` lfbX@  
3.3相干像的形成38 ?f6SKC  
3.3.1透镜成像规律40 *9|p}q9n  
3.3.2散焦效应42 PXML1.r$Q  
3.3.3阿贝成像理论44 (" +clb`  
3.4空间不变特性47 2vhP'?;K  
3.5非相干成像51 qJ2Z5  
参考文献52 gYbcBb%z  
第4章传递函数分析53 brG!TJ  
4.1传递函数介绍53 #m;o)KkH$r  
4.2相干传递函数57 +3sbpl2}  
4.3光学传递函数60 RJKi98xwJ  
4.3.1圆透镜61 7U-}Y  
4.3.2环形透镜64 p'6XF{  
4.4三维传递函数的投影与截面65 =yoR>llbBC  
4.4.1厚平面物体65 )l/ .<`|  
4.4.2薄物体66 d[ _@l  
4.4.3线物体67 :*^aSPlV  
4.4.4点物体68 k7
j[tB#  
4.5聚焦和轴上传递函数69 l]j;0i  
4.5.1聚焦传递函数69 7SNdC8GZ~  
4.5.2轴上传递函数71 UZ "!lpg  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 |'I>Ojm  
4.7空间滤波原理及应用74 IZiS3  
4.7.1正弦光栅图像76 /t! 5||G  
4.7.2相衬图像77 9XKqsvdS  
4.7.3光学数据处理78 k~3\0man  
4.7.4其他的空间滤波器80 :{VXDT"  
参考文献81 C%{2 sMJz  
第5章超短脉冲光束成像83 (nXnP{yb
 
5.1超短脉冲光束的产生83 m*YfbOhs#  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 X|G[Ma?   
5.3脉冲光束照射下的衍射87 f~/hsp~Hp  
5.3.1圆孔87 8@LUL)"  
5.3.2圆屏91 =vvd)og  
5.3.3锯齿孔92 EUVD)+it  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 |QMmF"0  
5.5薄透镜的点扩散函数95 5#s],h  
5.5.1色差效应96 sI h5cT  
5.5.2降低色度的方法98 wwQ2\2w>Hm  
5.5.3单点的时间相关图像100 /y|ZAN  
5.6薄透镜的传递函数102 FP}I+Ys  
5.6.1相干传递函数102 Ryh 0r  
5.6.2光学传递函数105 :U=3*f.{  
参考文献108
qL`yaU  
第6章高数值孔径物镜成像109 ww[|| =  
6.1高数值孔径物镜的影响109 fM|s,'Q1x  
6.2德拜理论111 A?$-Uqb"  
6.2.1德拜近似111 Hc[@c)DH  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 3 S*KjY'@  
6.2.3傍轴近似114 /8nUecr  
6.3切趾函数115 `&h-+  
6.3.1正弦条件116 7l[@c|e  
6.3.2赫歇尔条件118 D$>&K&  
6.3.3均匀投影条件119 _}ii1fLv  
6.3.4亥姆霍兹条件119 m#i4_F=^b  
6.4传递函数120 !]Qk?T~9-  
6.4.1相干传递函数120 VBS}2>p  
6.4.2光学传递函数122 60cQ3.e  
6.5矢量德拜理论124 *uf)t,%  
6.5.1矢量德拜积分124 "\T-r2  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 =wW M\f`=  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 S'W,AkT  
6.6.1单电介质界面129 ^suQ7#g  
6.6.2多介质界面132 =:zPT;K  
参考文献134 >HRNB&]LdP  
第7章有像差成像135 "Da-e\yA  
7.1有像差的衍射积分135 mpCu,l+lo  
7.1.1存在像差的德拜积分135 !8T04988j  
7.1.2斯特列尔强度137 x}Lj|U$r<X  
7.2像差函数的展开138 BfCn
yL%  
7.2.1位移定理138 :uB?h1|  
7.2.2泽尼克圆多项式138 Rm}5AJ  
7.3初级像差139 rx 74v!  
7.3.1初级像差的定义139 _|cSXZ|  
7.3.2初级像差的表示140 k;`1Ia  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 K*2s-,b *  
7.4初级像差的容限条件146 j|`lOH8  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ^#mWV  
7.4.2马雷查尔判据146 I)vR  
7.5折射率不匹配引起的像差147 &0\:MJc  
7.5.1介质界面引起的球差147 qg1\ABH  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 i2rSP$j  
7.6物镜管长变化导致的球差151 TBQ68o  
参考文献152 FN<>L0  
附录A傅里叶变换153 >ov#\  
A.1一维傅里叶变换153 0^nF: F  
A.2二维傅里叶变换154 5h^BXX|Y*  
A.3三维傅里叶变换154 =+Odu  
A.4傅里叶变换定理156 b_6c
K#  
附录B汉克尔变换158 &A.0(s  
附录CDelta函数160 bZ:+q1 D  
索引162 P0(LdZH6u  
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