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。 TTS.wBpR,  
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目录 a@E+/9  
中译本序 Op&i6V}<s  
原书前言 R6^U9fDG  
第1章引言1 b h%@Lo  
1.1光学成像理论的*新进展1 l\PDou@5  
1.2本书内容概述2
As&=Pb9  
参考文献4 IXm}WTgF!  
第2章衍射理论5 GOT@  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 [jPUAr}  
2.1.1衍射的描述5 0Q81$% @<  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 I[r  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7  O "jX|5  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 G:W4<w  
2.2.1格林函数8 P8hA<{UFS\  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 |i)7jG<  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 C #A sA  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 82S?@%}#J  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 DrfOz#a0Uu  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 C+,JLK  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ^sLnKAN  
2.3.3徳拜近似14 ?-40bb  
2.4傍轴近似14 YVzcV`4w(  
2.4.1菲涅耳近似15 B0_[bQoc1  
2.4.2夫琅禾费近似16 &+@~;p5F  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 ]bjXbbHd  
2.5.1圆孔衍射17 k<aKT?Ek>  
2.5.2圆屏衍射19 ^6tcB* #A  
2.5.3锯齿孔径衍射21 HgHhc&-  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 E\3fL"lM  
参考文献26 [(Z sQK  
第3章点扩散函数28 *Y4h26  
3.1透镜的透过率28 J^}w,r*=  
3.2透镜的衍射30 (zW;&A  
3.2.1圆透镜32 8<,b5  
3.2.2环形透镜36 koiQJdK  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 f L @rv  
3.3相干像的形成38 "A_,Ga  
3.3.1透镜成像规律40 7MRu=Z.-b  
3.3.2散焦效应42 X67.%>#3  
3.3.3阿贝成像理论44 XS$5TNI  
3.4空间不变特性47 qTbY'V5A  
3.5非相干成像51
wzLR]<6G  
参考文献52 :)!X%2_  
第4章传递函数分析53 N|Cx";,|FZ  
4.1传递函数介绍53 Kk5 vC{  
4.2相干传递函数57 W<J".2D  
4.3光学传递函数60 W/z\j/Rgc  
4.3.1圆透镜61 *?;<buJb?  
4.3.2环形透镜64 r?{$k3Vl  
4.4三维传递函数的投影与截面65 "`b"PQ<x  
4.4.1厚平面物体65 ~Wh}W((L  
4.4.2薄物体66 eY3l^Su1  
4.4.3线物体67 HPc7Vo(  
4.4.4点物体68 R|7yhsJq,  
4.5聚焦和轴上传递函数69 Q o}&2m  
4.5.1聚焦传递函数69 v&BKl  
4.5.2轴上传递函数71 +UzFHiGy#  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 b`x7%?Qn  
4.7空间滤波原理及应用74 rgQ6/3}qc  
4.7.1正弦光栅图像76 \/rK0|2A  
4.7.2相衬图像77 q#fj?`k  
4.7.3光学数据处理78 #St=%!  
4.7.4其他的空间滤波器80 h,|49~^@"  
参考文献81 R<}WNZl  
第5章超短脉冲光束成像83 "qE
i$a&]  
5.1超短脉冲光束的产生83 b;wf7~a*  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 k+X=8()k  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 YkRv~bc1]  
5.3.1圆孔87
=@#[@Ia  
5.3.2圆屏91 txF)R[dZK  
5.3.3锯齿孔92 UjmBLXz@T  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 J(BtGGU'  
5.5薄透镜的点扩散函数95 UlBg6  
5.5.1色差效应96 T*,kBJ  
5.5.2降低色度的方法98 V^O dTM  
5.5.3单点的时间相关图像100 0\G`AO;D  
5.6薄透镜的传递函数102 EJ
$-  
5.6.1相干传递函数102 ;^5d^-T  
5.6.2光学传递函数105 l0cws`V  
参考文献108 4"$K66yk@  
第6章高数值孔径物镜成像109 @(XX68  
6.1高数值孔径物镜的影响109 +y!B`'J  
6.2德拜理论111 g8 (zvG;Y  
6.2.1德拜近似111 &3x \wH/_  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 wJ_E\vP  
6.2.3傍轴近似114 a6K1-SR^6)  
6.3切趾函数115 W~15[r0  
6.3.1正弦条件116 %@IZ41<C  
6.3.2赫歇尔条件118 liEb(<$a  
6.3.3均匀投影条件119 !FhK<#  
6.3.4亥姆霍兹条件119 #"}Z'|X*  
6.4传递函数120 G~Xh4*#J  
6.4.1相干传递函数120 (2He]M\  
6.4.2光学传递函数122 s>Eu[uA  
6.5矢量德拜理论124 P8DT2|Z6f]  
6.5.1矢量德拜积分124 "0pH@_8o{  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 8'=8!V  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 z/bJDSQ  
6.6.1单电介质界面129 9/$D&tR
N  
6.6.2多介质界面132 $y!k)"k  
参考文献134 JTcK\t8  
第7章有像差成像135 >G`=8Ku  
7.1有像差的衍射积分135 6d~[My  
7.1.1存在像差的德拜积分135 S>~QuCMY  
7.1.2斯特列尔强度137 7 4rmxjiN  
7.2像差函数的展开138 Fs q=u-= :  
7.2.1位移定理138 8i!~w 7z  
7.2.2泽尼克圆多项式138 L@*0wx`fU  
7.3初级像差139 <y${Pkrj  
7.3.1初级像差的定义139 ?#@
JH  
7.3.2初级像差的表示140 H-%)r&"vn  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 *&X.  
7.4初级像差的容限条件146 {p-b,J9~a  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ajy.K'B*  
7.4.2马雷查尔判据146 uMm/$#E  
7.5折射率不匹配引起的像差147 '>:mEXK}w  
7.5.1介质界面引起的球差147 fo])=KM  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 1gp3A
 
7.6物镜管长变化导致的球差151 7p""5hw  
参考文献152 K~nk:}3Ui  
附录A傅里叶变换153 ;^)(q<]  
A.1一维傅里叶变换153 7)zn[4v7qt  
A.2二维傅里叶变换154 /ZAS%_as  
A.3三维傅里叶变换154 l 6wX18~XJ  
A.4傅里叶变换定理156 Ba/Z<1)  
附录B汉克尔变换158 z
n5  
附录CDelta函数160 }a@ZFk_>  
索引162 41%B%K*  
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