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。 \'v(Xp6  
PK2~fJB  
@g-Tk
  
TO#Pz.)>B6  
q|(W-h+
 
/-M@[p&  
目录 <L0#O(L  
中译本序 LKF/u` 0dP  
原书前言 =Lp7{09u  
第1章引言1 ~)]} 91p  
1.1光学成像理论的*新进展1 4P8*k[.  
1.2本书内容概述2 &^.57]  
参考文献4 nk=$B(h  
第2章衍射理论5 AMCyj`Ur  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 9pSUIl9|j  
2.1.1衍射的描述5 $)Bg JDr  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 h2q/mi5{  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 Y%aWK~O  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 F"jt&9jg  
2.2.1格林函数8 KY9n2u&4  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 8y2+&#$  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 (p)!Mq "^  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 \XzM^K3  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 X$n(-65  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 $'wq1u  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 i@P}{  
2.3.3徳拜近似14 f'Mop= .  
2.4傍轴近似14 iz[gHB  
2.4.1菲涅耳近似15 !q"cpL'4  
2.4.2夫琅禾费近似16 &#{dWObh  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 8p^B hd  
2.5.1圆孔衍射17 n# 7Pr/*0  
2.5.2圆屏衍射19 &, a3@i  
2.5.3锯齿孔径衍射21 ^A_;#vK  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 SZU \i*  
参考文献26 5FeFN)  
第3章点扩散函数28 ?&+9WJ<M  
3.1透镜的透过率28 A;X=bj _&a  
3.2透镜的衍射30 Xl-e !  
3.2.1圆透镜32 E8[T  
3.2.2环形透镜36 L"+
$Wc[|  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 I:j3sy  
3.3相干像的形成38 (R}ii}
&  
3.3.1透镜成像规律40 R{hf9R,  
3.3.2散焦效应42 XP?rOOn  
3.3.3阿贝成像理论44 r7mD{0s*  
3.4空间不变特性47 qL /7^)(  
3.5非相干成像51 H*I4xT@  
参考文献52 2[yBD-":  
第4章传递函数分析53 Am4lEvb  
4.1传递函数介绍53 %
eWqQ3{P]  
4.2相干传递函数57 ))h6~1`  
4.3光学传递函数60  ZI>km?w  
4.3.1圆透镜61 JCniN";r[  
4.3.2环形透镜64 LRb,VD:/Y  
4.4三维传递函数的投影与截面65 (g!p>m!Z  
4.4.1厚平面物体65 pbXi9|bI  
4.4.2薄物体66 ()T[$.(  
4.4.3线物体67 #/S {6c  
4.4.4点物体68 MjL)IgT  
4.5聚焦和轴上传递函数69 c,\i"=!$  
4.5.1聚焦传递函数69 &"Ux6mF-"  
4.5.2轴上传递函数71 bCv{1]RC2  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 ?)4?V\$  
4.7空间滤波原理及应用74 oA-:zz>wL  
4.7.1正弦光栅图像76 !0VfbY9C  
4.7.2相衬图像77 ]2SI!Ai7  
4.7.3光学数据处理78 S::=85[>z  
4.7.4其他的空间滤波器80 >h~IfZU1  
参考文献81 &dB-r&4;+  
第5章超短脉冲光束成像83 ^rNUAj9Z  
5.1超短脉冲光束的产生83 }WLh8i?_  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 Pt,
ebL~  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 y2L#:[8  
5.3.1圆孔87 k"UO c=  
5.3.2圆屏91 `6=-WEo  
5.3.3锯齿孔92 D=f7NVc>Q  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 OW;tT=ql  
5.5薄透镜的点扩散函数95 6 ,ANN
j  
5.5.1色差效应96 bzpFbfb  
5.5.2降低色度的方法98 9=l.T/?sf  
5.5.3单点的时间相关图像100 (t^n'V  
5.6薄透镜的传递函数102 p zw8T  
5.6.1相干传递函数102 Nh?|RE0t  
5.6.2光学传递函数105 u
YI@9U  
参考文献108 ,~PYt*X4  
第6章高数值孔径物镜成像109 {lG@h
N'
 
6.1高数值孔径物镜的影响109 )Q;978:  
6.2德拜理论111 k3!a$0Bs;  
6.2.1德拜近似111 PG%0yv%  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 Sb2v_o  
6.2.3傍轴近似114 ='?:z2lJ  
6.3切趾函数115 C]u',9,  
6.3.1正弦条件116 dIweg=x  
6.3.2赫歇尔条件118 3Mjj'5KH!  
6.3.3均匀投影条件119 .>g1$rj  
6.3.4亥姆霍兹条件119 $"JpFT  
6.4传递函数120 /lhz],w  
6.4.1相干传递函数120 X?r48l??  
6.4.2光学传递函数122 gbBy/_b  
6.5矢量德拜理论124 j-@kW'K  
6.5.1矢量德拜积分124 kK>Xrj6  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ]:]H:U]p  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 -F/st  
6.6.1单电介质界面129 +ZsX*/TOn  
6.6.2多介质界面132 Y qdWctUY  
参考文献134 F4#g?R::U  
第7章有像差成像135 's?Ai2=#  
7.1有像差的衍射积分135 Fe&qwq"  
7.1.1存在像差的德拜积分135 fN%jJ-[d  
7.1.2斯特列尔强度137 >>Ar$  
7.2像差函数的展开138 hi2sec|;<  
7.2.1位移定理138 3k$[r$+"  
7.2.2泽尼克圆多项式138  P\m7 -  
7.3初级像差139 U'( sn  
7.3.1初级像差的定义139 _;9!  
7.3.2初级像差的表示140 nt1CTWKM8^  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 *O$CaAr\s  
7.4初级像差的容限条件146 0>Z ;Ni  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 8^^[XbH  
7.4.2马雷查尔判据146 q z&+=d@  
7.5折射率不匹配引起的像差147 D87|q4  
7.5.1介质界面引起的球差147 $P o}  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 t@oK~ Nr  
7.6物镜管长变化导致的球差151 l;X|=eu'  
参考文献152 2C^B_FUg|]  
附录A傅里叶变换153 oP?YA-#nc  
A.1一维傅里叶变换153 R0Ue0pF7  
A.2二维傅里叶变换154 m*0,s  
A.3三维傅里叶变换154 kYwb -;  
A.4傅里叶变换定理156 b4 #R!  
附录B汉克尔变换158 8y';\(;  
附录CDelta函数160 )ukpJ z""  
索引162 @DAF 6ygs  
CG]Sj*SA~