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。 .=/TT|eMS  
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目录 ]}>uvl^l  
中译本序 XjU/7Q  
原书前言 # 4;(^`?  
第1章引言1 ,2`F
SL%J  
1.1光学成像理论的*新进展1 'qiDh[ATa  
1.2本书内容概述2 EOzw&M];r  
参考文献4 iJ!p9E*(  
第2章衍射理论5 L3'$"L.|u  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 dNT
<![X\  
2.1.1衍射的描述5 RKO} W#?  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 h0;R*c  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 y}GFtRNG  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 d3tr9B  
2.2.1格林函数8 /=S\v<z  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 %v,a3^Qu  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 tqwAS)v=  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 7'idjcR  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 Ula h!s  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12
(KnU-E]L  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 Y [%<s/  
2.3.3徳拜近似14 \<W/Z.}/  
2.4傍轴近似14 /uJ(&#87  
2.4.1菲涅耳近似15 '))K' u  
2.4.2夫琅禾费近似16 k8E{pc6;  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 K2!GpGZu  
2.5.1圆孔衍射17 x|GkXD3  
2.5.2圆屏衍射19 xt1Ug~5  
2.5.3锯齿孔径衍射21 8M8Odz\3 q  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 a9g~(#?a  
参考文献26 @cu#rWiG  
第3章点扩散函数28 ^50\c$  
3.1透镜的透过率28 %Z+FX,AK  
3.2透镜的衍射30 $nr=4'yZ  
3.2.1圆透镜32 ErxvGB
(2  
3.2.2环形透镜36 2U@:.S'K  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 =buarxk  
3.3相干像的形成38 @wcrtf~{)&  
3.3.1透镜成像规律40 z^u*e  
3.3.2散焦效应42 ?.^n,[2  
3.3.3阿贝成像理论44 xiOAj"}
~  
3.4空间不变特性47 /p$+oA+  
3.5非相干成像51 00/ RBs5  
参考文献52 Hq#q4Y  
第4章传递函数分析53 <RuLIu  
4.1传递函数介绍53 TlD^EJG  
4.2相干传递函数57 ko~D;M:  
4.3光学传递函数60 ){*9$486  
4.3.1圆透镜61 xM=?ES  
4.3.2环形透镜64 =rA]kGx  
4.4三维传递函数的投影与截面65 mC} b>\  
4.4.1厚平面物体65 X}g"_wN,g>  
4.4.2薄物体66 iX-.mq$  
4.4.3线物体67 x27$h)R0v  
4.4.4点物体68 )=AWgA  
4.5聚焦和轴上传递函数69 z}F^HQ1  
4.5.1聚焦传递函数69 >4bWXb'S}C  
4.5.2轴上传递函数71 pgPm0+N  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 =!u]t&yv  
4.7空间滤波原理及应用74 'EC0|IT)c  
4.7.1正弦光栅图像76 IV~5Y{(l  
4.7.2相衬图像77 }=A+W2D  
4.7.3光学数据处理78 08/Tk+  
4.7.4其他的空间滤波器80 +wfZFJ:1l  
参考文献81 WO$8j2!~#  
第5章超短脉冲光束成像83 zEh&@{u?  
5.1超短脉冲光束的产生83 4U3 `g  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 <?%49  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 #vc!SI  
5.3.1圆孔87 =.l>Uw!  
5.3.2圆屏91 W9]0X  
5.3.3锯齿孔92 9{0%M  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 ,YRBYK:  
5.5薄透镜的点扩散函数95 Q.Y6  
5.5.1色差效应96 bl{W{?QI  
5.5.2降低色度的方法98 *VaQ\]:d  
5.5.3单点的时间相关图像100 PmQeO*f+  
5.6薄透镜的传递函数102 7!;zkou  
5.6.1相干传递函数102 t"OP*  
5.6.2光学传递函数105 pcQgWjfS  
参考文献108 S5r.so
 
第6章高数值孔径物镜成像109 Kd\d>&b  
6.1高数值孔径物镜的影响109 Q_dMuoI  
6.2德拜理论111 ?xuWha@:  
6.2.1德拜近似111 ED);2*qP}  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 5mZwg(si  
6.2.3傍轴近似114 nRT]oAi  
6.3切趾函数115 |io)?`pj  
6.3.1正弦条件116 [;UI8Stw  
6.3.2赫歇尔条件118 Cxe(iwa.
 
6.3.3均匀投影条件119 uo(LZUjPbN  
6.3.4亥姆霍兹条件119 wO6>jW 7  
6.4传递函数120 . g- HB'  
6.4.1相干传递函数120 u|k_OUTq  
6.4.2光学传递函数122 M.bkFuh  
6.5矢量德拜理论124 }a#=c*+_  
6.5.1矢量德拜积分124 8~T=p:z'  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ab#z&jg!  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 F!w|5,)  
6.6.1单电介质界面129 43<i3O  
6.6.2多介质界面132 G[u{! 2RS  
参考文献134
K@Xj)  
第7章有像差成像135 o)$eIu}Wg  
7.1有像差的衍射积分135 3o"l sly  
7.1.1存在像差的德拜积分135 ly6dl
 
7.1.2斯特列尔强度137 >/NegJh'F}  
7.2像差函数的展开138 P>^$X  
7.2.1位移定理138 RD;A  
7.2.2泽尼克圆多项式138 (cV1Pmn  
7.3初级像差139 5=}CZYWB  
7.3.1初级像差的定义139 p["pGsf  
7.3.2初级像差的表示140 XqwP<5Z  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 qT&zg@m  
7.4初级像差的容限条件146 ^NM>xIenf  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 B~J63Os/  
7.4.2马雷查尔判据146 [57`V&c5  
7.5折射率不匹配引起的像差147 g@pK9R%wH<  
7.5.1介质界面引起的球差147 c?aOX/C'  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 S,f#g?V  
7.6物镜管长变化导致的球差151 O
7yj<  
参考文献152 /b/  6*&  
附录A傅里叶变换153 FMzG6nrdBN  
A.1一维傅里叶变换153 _a_T`fE&de  
A.2二维傅里叶变换154 W7{^/s5r  
A.3三维傅里叶变换154 yS3or(K  
A.4傅里叶变换定理156 !1A< jL  
附录B汉克尔变换158 4r86@^c*  
附录CDelta函数160 C)UU/4a;  
索引162 FIu^Qd  
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