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。 Od"-w<'  
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目录 GSl\n"S]=  
中译本序 4((Z8@iX/  
原书前言 A:N!H_x  
第1章引言1 UF}fmDi  
1.1光学成像理论的*新进展1 B3K%V|;z )  
1.2本书内容概述2 A1i-QG/6  
参考文献4 jJ9|  
第2章衍射理论5 |>VHV} 4)<  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 =uD2j9!"7  
2.1.1衍射的描述5 -5.>9+W8I  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 m|p}Jf!  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 LV`- eW  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 t
#kmtJC  
2.2.1格林函数8 3n X7$$X  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 a29mVmi>  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 guBOR0x`  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 C
}45ZI4  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 2 !{P<   
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 zm"&8/l  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 N#|c2n+  
2.3.3徳拜近似14 IN_GL18^MV  
2.4傍轴近似14 1`b?nX  
2.4.1菲涅耳近似15 wp$SO^?-  
2.4.2夫琅禾费近似16 IWT
D>c).
 
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 =PXNg!B}D*  
2.5.1圆孔衍射17 w W-GBY3  
2.5.2圆屏衍射19 !5x"d7  
2.5.3锯齿孔径衍射21 i;yz%Ug  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 N+h|Ffnp  
参考文献26 Ie``Wb=  
第3章点扩散函数28 6Ba>l$/q  
3.1透镜的透过率28 ;0@"1`  
3.2透镜的衍射30 \}Hk`n)Aq  
3.2.1圆透镜32 2_UH,n  
3.2.2环形透镜36 UT"L5{c  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Zuwd(q  
3.3相干像的形成38 YAsvw\iseK  
3.3.1透镜成像规律40
%o.+B~r  
3.3.2散焦效应42 hX_;gR&R  
3.3.3阿贝成像理论44 ,v(G2`Z  
3.4空间不变特性47 C!v0*^i  
3.5非相干成像51 4ajBMgD]KG  
参考文献52 <PXA`]x~  
第4章传递函数分析53 N/]TZu~k z  
4.1传递函数介绍53 y=-d*E  
4.2相干传递函数57 7M5HIK6_  
4.3光学传递函数60 c~@I1M  
4.3.1圆透镜61 +STT(bMn  
4.3.2环形透镜64 )6Z)z;n]aW  
4.4三维传递函数的投影与截面65 350y6pVh  
4.4.1厚平面物体65 r0?`t!%V  
4.4.2薄物体66 ,1QU
 
4.4.3线物体67 jUdW o}/  
4.4.4点物体68 CfA F.H  
4.5聚焦和轴上传递函数69 I5PaY.i  
4.5.1聚焦传递函数69 ;v#~o*  
4.5.2轴上传递函数71 LKztGfy  
4.6相干成像和非相干成像的比较72  Ws}u4t  
4.7空间滤波原理及应用74 vBq2JJAl  
4.7.1正弦光栅图像76 [96|xe\s  
4.7.2相衬图像77 "!r7t4  
4.7.3光学数据处理78 zaR~fO  
4.7.4其他的空间滤波器80 E9QNx62  
参考文献81 /
\h&t6B1  
第5章超短脉冲光束成像83 lLoFM  
5.1超短脉冲光束的产生83 Eo)n( Z9  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 #>[+6y]U!  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 h?fv:^vSi  
5.3.1圆孔87 H#G'q_uHH  
5.3.2圆屏91 ?\.P  
5.3.3锯齿孔92 ^P(HX  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 naW}[y*y;  
5.5薄透镜的点扩散函数95 %]RzC`NZ  
5.5.1色差效应96 GiI2nHZc  
5.5.2降低色度的方法98 GXJJOy1"!  
5.5.3单点的时间相关图像100 <d
h7*M  
5.6薄透镜的传递函数102 w9l)=[s=  
5.6.1相干传递函数102 wIL5-k,  
5.6.2光学传递函数105 cD]{ Nn  
参考文献108 n+j'FfSz  
第6章高数值孔径物镜成像109 rEz=\yY^j'  
6.1高数值孔径物镜的影响109 B
u*ge~  
6.2德拜理论111 0|HD(d`a  
6.2.1德拜近似111 tJ[Hcx*N  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 V1;n5YL  
6.2.3傍轴近似114 [P,1UO|$B  
6.3切趾函数115 =M ?  
6.3.1正弦条件116 =)(sN"%  
6.3.2赫歇尔条件118 _K8ob8)m  
6.3.3均匀投影条件119 9kQ~)4#  
6.3.4亥姆霍兹条件119 qtD3<iWV  
6.4传递函数120 { ~FYiX  
6.4.1相干传递函数120 ci6j"nKci  
6.4.2光学传递函数122 jW"C: {Ol;  
6.5矢量德拜理论124 qP*$wKY,  
6.5.1矢量德拜积分124 2y v'DS  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 HmAA?J}  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 qGr(MDLc  
6.6.1单电介质界面129 WwPfz<I  
6.6.2多介质界面132 ~g~z"!K  
参考文献134 aZ@Ke$jD  
第7章有像差成像135 _hM3p  
7.1有像差的衍射积分135 XM>ByfD{  
7.1.1存在像差的德拜积分135 S_ e }>-  
7.1.2斯特列尔强度137 &=xm>;`3  
7.2像差函数的展开138 ;:a7rN"(  
7.2.1位移定理138 r8}GiP0|  
7.2.2泽尼克圆多项式138 LezM=om.  
7.3初级像差139 ^t?P32GJ  
7.3.1初级像差的定义139 tAPqbi$a  
7.3.2初级像差的表示140 a<rk'4,8a  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 f'TdYG  
7.4初级像差的容限条件146 b-;+&Rb  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 xW#r)aN]p  
7.4.2马雷查尔判据146 ccZ A  
7.5折射率不匹配引起的像差147 -_4U+Cfmtl  
7.5.1介质界面引起的球差147 {xMY2I++  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 d {T3  
7.6物镜管长变化导致的球差151 k#w[GL|T  
参考文献152 ,ZC^,Vq  
附录A傅里叶变换153 Lg sQz(-  
A.1一维傅里叶变换153 Wu,'S;>C  
A.2二维傅里叶变换154 ZS4lb=)G  
A.3三维傅里叶变换154 .3t[M0sd  
A.4傅里叶变换定理156 BOoLs(p  
附录B汉克尔变换158 A|O7W|"W  
附录CDelta函数160 mflH&Bx9  
索引162 ry/AF  
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