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。 SX;
FBO(p  
~#gVs*K  
=n;ileGm+^  
)EO$JwQ  
lfCoL@$6D  
<8H`y(S  
目录 6~}=? sX4  
中译本序 Ex~OT  
原书前言 ($ae n  
第1章引言1 (0Y6tcV]R  
1.1光学成像理论的*新进展1 hmks\eb~  
1.2本书内容概述2 ZZ4W?);;  
参考文献4 Ha;^U/0|  
第2章衍射理论5 R(Z2DEt</  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 mvYr"6f8  
2.1.1衍射的描述5 ]2v31'  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 Ii;~ xc  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 ;Ni+TS  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 qG~O]($  
2.2.1格林函数8 |JrG?:n  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 Yj;$hV8j(  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 A/GEDG ?  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 n|{x\@VeF  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 'os-+m@  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 "&7v.-Yk(  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 /\C9FGS  
2.3.3徳拜近似14 ][D<J0  
2.4傍轴近似14 y|c]r!A  
2.4.1菲涅耳近似15  8sE@?,  
2.4.2夫琅禾费近似16 _4.fT  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 YMJ?t"  
2.5.1圆孔衍射17  x@Q}sW92  
2.5.2圆屏衍射19 y%iN9 -t  
2.5.3锯齿孔径衍射21 zX|CW;  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 5q" ;R$+j  
参考文献26 ?. CA9!|   
第3章点扩散函数28 $T~|@XH  
3.1透镜的透过率28 N!$y`nwiw'  
3.2透镜的衍射30 ba|~B8rII[  
3.2.1圆透镜32 +xB!T1pD  
3.2.2环形透镜36 (%\N-[yZ  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 ]#_,?d  
3.3相干像的形成38 Wrt3p-N"D  
3.3.1透镜成像规律40 wB"&K;t  
3.3.2散焦效应42 fMd]P:B  
3.3.3阿贝成像理论44 L;>tuJY1  
3.4空间不变特性47 IL`5RZi1  
3.5非相干成像51 7@MV
InV9  
参考文献52 u|B\@"0  
第4章传递函数分析53 5,;{<\c  
4.1传递函数介绍53 X,^J3Ek>O  
4.2相干传递函数57 6]7iiQz"H  
4.3光学传递函数60 8la.N*  
4.3.1圆透镜61 j2g#t  
4.3.2环形透镜64 ZA+$ZU^  
4.4三维传递函数的投影与截面65 %0. o(U  
4.4.1厚平面物体65 wvsTP32]  
4.4.2薄物体66 =]&R6P>  
4.4.3线物体67 NC|&7qQ  
4.4.4点物体68 USJ4qv+-  
4.5聚焦和轴上传递函数69 J3g>#N]='(  
4.5.1聚焦传递函数69 ]g!k'@  
4.5.2轴上传递函数71 ^o65sM  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 @C7#
xGD  
4.7空间滤波原理及应用74 j=M_>  
4.7.1正弦光栅图像76 `)!)}PXl  
4.7.2相衬图像77 &KX|gB'  
4.7.3光学数据处理78 {SJ=|L6  
4.7.4其他的空间滤波器80  qqLmjDv  
参考文献81 'l)@MXbGL  
第5章超短脉冲光束成像83 {b8!YbG  
5.1超短脉冲光束的产生83 G{$9e}#  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 XBdC/DM[  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 n-}.Yc  
5.3.1圆孔87 Ds$FO}KD{  
5.3.2圆屏91 NhS0D=v6  
5.3.3锯齿孔92 iMYvCw/t6  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 e*:[#LJ]C  
5.5薄透镜的点扩散函数95 e#)}.   
5.5.1色差效应96 ]Y}faW(&Y  
5.5.2降低色度的方法98 qXCl6Yo8  
5.5.3单点的时间相关图像100 /<Zy-+3  
5.6薄透镜的传递函数102 &X9#{:l=  
5.6.1相干传递函数102
O"nY4  
5.6.2光学传递函数105 J9mLW}I?NW  
参考文献108 WOzdYeeG  
第6章高数值孔径物镜成像109 o#4Wn'E  
6.1高数值孔径物镜的影响109 \$<kJ||lS  
6.2德拜理论111 #AFr@n  
6.2.1德拜近似111 av&dGsFP  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 = r_&R#~GT  
6.2.3傍轴近似114 9v_gR52vh  
6.3切趾函数115 p%G4Js.  
6.3.1正弦条件116 8pg?g'A~}  
6.3.2赫歇尔条件118 w[n|Sauy,  
6.3.3均匀投影条件119 HRC5z<k%  
6.3.4亥姆霍兹条件119 XGk8Ki3w  
6.4传递函数120 #}^
ZxEU  
6.4.1相干传递函数120 /Vg R[  
6.4.2光学传递函数122 sbQmPV  
6.5矢量德拜理论124 &:nWZ!D  
6.5.1矢量德拜积分124 Hvnak{5  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 _bMD|  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 1W"9u   
6.6.1单电介质界面129 uZW ?0W  
6.6.2多介质界面132 jgVra*   
参考文献134 @L,T/m-HF  
第7章有像差成像135 >OBuHqC  
7.1有像差的衍射积分135 f)vD2_E  
7.1.1存在像差的德拜积分135 s[SzE6eQ`l  
7.1.2斯特列尔强度137 *;1G+Q#  
7.2像差函数的展开138 1e _V@Vy  
7.2.1位移定理138 eN,s#/ip]  
7.2.2泽尼克圆多项式138 acRPKTs H  
7.3初级像差139 0/#XUX 4  
7.3.1初级像差的定义139 7Q/v#_e(  
7.3.2初级像差的表示140 psta&u\ q  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 {Ejv8UdA9  
7.4初级像差的容限条件146 m Wsegq4  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 Z>Rd6o'  
7.4.2马雷查尔判据146 e-]k{_wm  
7.5折射率不匹配引起的像差147 ;#G>qo  
7.5.1介质界面引起的球差147 sYYg5vL9  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 G$xuHHZ'  
7.6物镜管长变化导致的球差151 EJNj.c-#  
参考文献152 Km'd=B>Jy  
附录A傅里叶变换153 O (tcu@vfl  
A.1一维傅里叶变换153 GLv}|>W  
A.2二维傅里叶变换154 KJ.ra\F  
A.3三维傅里叶变换154 AA^3P?iD  
A.4傅里叶变换定理156 q@8Rlc&  
附录B汉克尔变换158 %$:js4  
附录CDelta函数160 wpb6F '  
索引162 S2*-UluG  
OE}L})"