光学中的散斑现象:理论与应用,作者:(美国)古德曼(Joseph W.Goodman)

光学中的散斑现象:理论与应用(Speckle Phenomena in Optics:Theory and Applications),作者:(美国)古德曼(Joseph W.Goodman)  译者:曹其智 陈家璧  注释 解说词:秦克诚. d #y{eV$Q  
《光学中的散斑现象:理论与应用》内容简介：散斑效应出现在几乎所有的激光应用领域中，包括相干光成像、全息术、光学相干层析、激光投影显示、微光刻、多模纤维通信、光学雷达、计量等。散斑在其他一些领域(比如天文成像)中也有显著的效应。《光学中的散斑现象:理论与应用》系统而全面地描述了散斑现象，分析了其形成的原因及性质，讨论了抑制散斑的方法及其在多种应用领域中的效应。 f.Q?-M  
《光学中的散斑现象:理论与应用》针对有一定理论基础和实践经验的读者，他们已熟练掌握傅里叶分析，并了解随机过程的广泛丰富的概念。《光学中的散斑现象:理论与应用》可用做高校有关专业的研究生教材，或有关领域的研究人员或工程师的参考书。 ^V_vpr]}P  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 @_h/%>0  

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中文版序 Y
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序 %fK"g2:  
第1章 散斑的起源和表现 'hg, W]  
1.1 一般背景 ?v8B;="#w  
1.2 散斑起因的直观解释 YmNBtGhT  
1.3 一些数学预备知识 }eULcgRG  
第2章 随机相幅矢量和 kc1 *@<L6  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 !N?|
[n1  
2.2 有大量独立步数的随机行走 .#lQZo6$\|  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 gj$gqO`B  
2.4 随机相幅矢量和之和 6(<M.U_ft  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 =DcKHL(m  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 4$1sBY/  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 rqT@i(i  
3.1 强度的定义 yngSD`b_P  
3.2 强度和相位的一阶统计 s:i$s")  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 kplyZ  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 fW <qp  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 &HT PeB  
3.3 散斑图样的和 11%^K=dq  
3.3.1 在振幅基础上求和 i*nNu-g  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 'FO^VJ;ha  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 -8#Of)W  
3.3.4 相关散斑强度的和 Y]^[|e8  
3.4 部分偏振散斑 +Y'(,J  
3.5 部分散射散斑 ;,'eO i  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 Q~te`  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 NcB^qv  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 zT0FTAl^  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 `?2S4lN/  
第4章 散斑的高阶统计性质 !!DHfAV]  
4.1 多元高斯统计 W5HC7o\4  
4.2 对散斑场的应用 [gqV}Y"Md  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 jbMzcn~ehI  
4.3.1 振幅的联合密度函数 (VU: &.  
4.3.2 相位联合密度函数 "qMd%RP  
4.3.3 强度的联合密度函数 u=p([ 5]  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 sj0Hv d9  
4.4.1 自由空间传播光路 {LrezE4  
4.4.2 成像光路 u2@:[:Ao  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 Ycn*aR2  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 xpRQ"6  
4.5.1 面散射与体散射的对比 6psK2d
0  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 z;2kKQZm  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 GbBcC#0  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 : v<|y F  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 P9SyQbcK  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 [Xg?sdQCI  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 u\<z5O  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 NcwZ_*sqj  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 tg7%@SI5^-  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 WVir[Kv%  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 ||0mfb  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 B14z<x}Q  
4.7.1 背景  r@/+  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 *)T},|Gc  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 gG&2fV}l6  
4.7.4 散斑强度的微商 8%U+y0j6b  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 Y'DI@  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 > CZ|Vx  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 ,_F1g<^@u  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 ri.;&  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 }c:s+P+/  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 ;Ze}i/l  
第5章 抑制散斑的光学方法 .Q>
.|mu  
5.1 偏振的多样化 J XPE9uH  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 1I<fp $h  
5.2.1 背景 l _dWS9  
5.2.2 光滑的物 W{*U#:Jx1  
5.2.3 粗糙的物 UQ}[2x(Kb  
5.3 波长和角度的多样化 xKv\z1ra  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 T9}G:6  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 sV%<U-X  
5.3.3 成像光路 qm{(.b^  
5.4 减弱时间和空间相干性 OT+=H)/  
5.4.1 光学中的相干性概念 -2{NI.-Xd  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 XBh0=E?qiS  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 v1oq[+  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 7b_t%G"  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 LkK%DY  
5.6 复合散斑抑制技术 0L S,(v4  
第6章 某些成像应用中的散斑 -B*= V  
6.1 眼睛中的散斑 &'
TZU"_  
6.2 全息术中的散斑 ^mv F%"g  
6.2.1 全息术的原理 *%=BcV+,  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 $BXZFC_1S  
6.3 光学相干层析术中的散斑 yT.h[yv"w  
6.3.1 OCT成像技术简介 +C' u!^)  
6.3.2 OCT的分析 %iPWg
  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 FAX|.!US*p  
6.4 光学投影显示中的散斑 !KKkw
4  
6.4.1 投影显示的剖析 nD@/,kw"  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 ;:4&nJ*qG  
6.4.3 偏振多样性 EZ:pcnL{  
6.4.4 运动屏幕 m(i84~  
6.4.5 波长多样性 1hp`.!3]H  
6.4.6 角度多样性 O3/][\  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 ]w`)"{j5m  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 ikX"f?Q;S2  
6.4.9 专门设计的屏幕 o$;t  
6.5 投影微光刻中的散斑 ^~9fQJNs  
6.5.1 准分子激光的相干性质 PV$)k>H-  
6.5.2 时域散斑 bA!n;  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 zl^ %x1G  
第7章 某些非成像应用中的散斑 BZ*',\o  
7.1 多模光纤中的散斑 !}[}YY?',i  
7.1.1 光纤中的模式噪声 =(2y$,6g?  
7.1.2 限定散斑的统计性质 (H5nz':  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 
X'Q?Mh  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 "\cDSiD  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 l25_J.e  
7.2.2 低光照水平下的散斑 P{fT5K|  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 (VV5SvdE  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 )eIC5>#.  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 {RH&mu  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 -FpZZ8=,M2  
第8章 散斑与计量学 E6JfSH
#  
8.1 散斑照相术 nsn  
8.1.1 面内位移 17P5Dr&  
8.1.2 仿真 -:cBVu-m  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 cq+G0F+H  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 u_H=Xm)9  
8.1.5 多散斑图窗口分析 KCP$i@Pjv  
8.1.6 物体转动 G5*"P!@6  
8.2 散斑干涉术 ]8@s+N  
8.2.1 使用照相探测的系统 VaP9&tWXj  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) x3
DUz  
8.2.3 剪切散斑干涉术
_E'F  
8.3 从条纹图样到相位分布图 V6Z~#=EQ  
8.3.1 傅里叶变换法 Q\Wh]=}  
8.3.2 相移散斑干涉术 2qd5iOhX+  
8.3.3 相位展开 }uP`=T!"8  
8.4 用散斑测量振动 =r|e]4  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 3PkVMX
 
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 f euATL]  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 X1*f#3cm#  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 t2x2_;a  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 MrjgV+P}[  
第9章 通过大气成像中的散斑 `vjn,2S}  
9.1 背景 I+2#k\y  
9.1.1 大气中折射率的涨落 gy5^JL  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 1.24ZX  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 T*o!#E.  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 ~:FF"T>  
9.5 天文散斑干涉测量术 5PY4PT=G  
9.5.1 可恢复的物信息 /cHUqn30a  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 OSoIH`tA  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 Me 5Xd|  
9.6.1 交叉频谱传递函数 f$>KTb({B  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 R7\T.;8+  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 A1Ru&fd!  
9.7.1 双频频谱传递函数  *^y,Gg/  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 B]2m(0Y>>v  
9.8 散斑相关成像术 <+y%k~("  
附录A 散斑场的线性变换 m^!Kthq  
附录B 部分散射散斑的对比度 t=nZ1GZyM  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 L|hELWru  
C.1 相关矩阵 A_e&#O  
C.2 相位微商的联合密度函数 5ENU}0W  
C.3 强度微商的联合密度函数 rU4;yy*b  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 niA>afo  
D.1 自由空间光路 RGgePeaw  
D.2 成像光路 ^>wlj  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 o$QC:%[#  
E.1 随机相位漫射体 ^[x6p}$  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统
*82+GY]  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 CCHGd&\Z  
附录F 限定散斑的统计 !78P+i  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 _C@A>]GT  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 w#v-h3XcF  
G.2 成像光路中的散斑模拟 shgZru  
参考文献 *I:a\o~$[  
汉英对照索引 o9rZ&Q<  
…… GIb,y,PDB  
bvW3[ V