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。 t,4q]Jt  
>wS52ng  
UQgOtqL3  
qba<$  
3@kiUbq7Eu  
o
>mZ$  
目录 h@7Shp  
中译本序 +|Z1U$0g  
原书前言 !([Q1r{u  
第1章引言1 .?UK`O2Q  
1.1光学成像理论的*新进展1 DBYD>UA  
1.2本书内容概述2 axW3#3#`  
参考文献4 :A%uXgK<k  
第2章衍射理论5 6?b9~xRW  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 dVmI.A'nbp  
2.1.1衍射的描述5 J)vP<.3:  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 8aQ\Yx  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 QkBT,c  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 }A3(g$8KR  
2.2.1格林函数8 =|O`al  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 n|dLK.Q  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 fo9O+e s  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 Xm`jD'G  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 UKMr,{iy  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 qMD6LWJ  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 vi')-1Y KM  
2.3.3徳拜近似14 +QT(~<  
2.4傍轴近似14 C2NJrg4(  
2.4.1菲涅耳近似15 ^UHt1[  
2.4.2夫琅禾费近似16 9=7),`$  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 ; >Tko<  
2.5.1圆孔衍射17 %wn|H>  
2.5.2圆屏衍射19 /Aooh~  
2.5.3锯齿孔径衍射21 ;A7
HEx  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Aq@_^mq1A  
参考文献26 Sr Z\]  
第3章点扩散函数28 3CK4a,]Dm  
3.1透镜的透过率28 Oaf!\z}  
3.2透镜的衍射30 :SUPGaUJ"  
3.2.1圆透镜32 h$.y)v  
3.2.2环形透镜36 [ R1S+i  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 (NK
$2A/p  
3.3相干像的形成38 +a_eNl,  
3.3.1透镜成像规律40 yb*P&si5bY  
3.3.2散焦效应42 7t=e"|^  
3.3.3阿贝成像理论44 25]Mi2_
 
3.4空间不变特性47 8gwJ%"-K  
3.5非相干成像51 xtMN<4#E  
参考文献52 pv*u[ffi  
第4章传递函数分析53 $o"Szy  
4.1传递函数介绍53 ${Cb1|g>j  
4.2相干传递函数57 E:/G!1  
4.3光学传递函数60 c'B6E1}sx  
4.3.1圆透镜61 |3`Sd;^;  
4.3.2环形透镜64 #ak2[UOT  
4.4三维传递函数的投影与截面65 :fz&)e9  
4.4.1厚平面物体65 <cm,U)j2  
4.4.2薄物体66 |!:ImX@  
4.4.3线物体67 gBfYm  
4.4.4点物体68 9,wd,,ta  
4.5聚焦和轴上传递函数69 X-&t!0O4}`  
4.5.1聚焦传递函数69 ZRN*.  
4.5.2轴上传递函数71 !N:!x[5  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 b)RU+9x &  
4.7空间滤波原理及应用74 m`CcU`s  
4.7.1正弦光栅图像76 +InAK>NZ'  
4.7.2相衬图像77 l6Wa~E  
4.7.3光学数据处理78 fWiefv[&  
4.7.4其他的空间滤波器80  *X- 6]C  
参考文献81 l]D?S]{a  
第5章超短脉冲光束成像83 SQx%CcW9d  
5.1超短脉冲光束的产生83 spter35b[  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85
!dQG 5v  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 \x?q!(;G2  
5.3.1圆孔87 |6/k2d{,(  
5.3.2圆屏91 _1jd{?kt  
5.3.3锯齿孔92 B@g 0QgA  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 Y^DS~CrM  
5.5薄透镜的点扩散函数95 0Y[LzLn  
5.5.1色差效应96 (8DJ
f"}  
5.5.2降低色度的方法98 8sb<$M$c  
5.5.3单点的时间相关图像100 8JxJ>I-9p  
5.6薄透镜的传递函数102 <?UbzT7X  
5.6.1相干传递函数102 "`]G>,r_  
5.6.2光学传递函数105 'F>eieO
 
参考文献108 <>JN&#3?  
第6章高数值孔径物镜成像109 /W&Ro5-  
6.1高数值孔径物镜的影响109 Gq%q x4  
6.2德拜理论111 J60XUxf  
6.2.1德拜近似111 iq'hel  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 |"h# Q[3  
6.2.3傍轴近似114 BUT{}2+K  
6.3切趾函数115 mYLqT$t.+  
6.3.1正弦条件116 W>3[+wB
 
6.3.2赫歇尔条件118 v5STe`  
6.3.3均匀投影条件119 HE GMwRJG  
6.3.4亥姆霍兹条件119 LV|ZZ.d h  
6.4传递函数120 LVNq@,s  
6.4.1相干传递函数120 hu}`,2  
6.4.2光学传递函数122 c\"t+/Z  
6.5矢量德拜理论124 'p<lfT  
6.5.1矢量德拜积分124 I3 /^{-n  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 )p*I(y  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 w#]> Nf  
6.6.1单电介质界面129 NAd|n+[d  
6.6.2多介质界面132 Qvc "?yx8}  
参考文献134 &)jBr^x#>  
第7章有像差成像135 a@(4X/|  
7.1有像差的衍射积分135 O[ tD7!1  
7.1.1存在像差的德拜积分135 m(MPVY<X  
7.1.2斯特列尔强度137 <vxj*M;  
7.2像差函数的展开138 Zzy!D  
7.2.1位移定理138 .B2?%2S  
7.2.2泽尼克圆多项式138 *J^l r"%c  
7.3初级像差139 `4^-@}  
7.3.1初级像差的定义139 x'IVP[xh`A  
7.3.2初级像差的表示140 XaT9`L<  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 "|P8L| @*  
7.4初级像差的容限条件146 r
eo  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 /5cFa  
7.4.2马雷查尔判据146 _,*ld#'s  
7.5折射率不匹配引起的像差147 vv='.R, D  
7.5.1介质界面引起的球差147 VB 53n'  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 hM}rf6B  
7.6物镜管长变化导致的球差151 j{k]8sI,H]  
参考文献152 nnr g^F  
附录A傅里叶变换153 #E35%7*  
A.1一维傅里叶变换153 \@G 7Kk*l  
A.2二维傅里叶变换154 >6fc`3*!  
A.3三维傅里叶变换154 p4l^b[p  
A.4傅里叶变换定理156 OZ{YQ}t{^1  
附录B汉克尔变换158 ['9awgkr/  
附录CDelta函数160
<dzfD;  
索引162 B~S"1EE[  
+?"N5%a%F