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. 0<;B2ce  
《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。 ^u<+tV   
《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。 m/h0J03'T  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 :H7 "W<  
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中文版序  #pK)  
序 w,$17+]3  
第1章 散斑的起源和表现 8hY)r~!b'  
1.1 一般背景 {,X(fJ  
1.2 散斑起因的直观解释 'LI)6;Yc  
1.3 一些数学预备知识 gr7_oJ:R  
第2章 随机相幅矢量和 E{B<}n|}&  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 .42OSV  
2.2 有大量独立步数的随机行走 HBu>BSv:  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 =+WFx3/  
2.4 随机相幅矢量和之和 YWdvL3Bgk,  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 `VbG%y&I  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 19DW~kvYk  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 Ky|0IKE8Z  
3.1 强度的定义 $P~a  
3.2 强度和相位的一阶统计 '`"&RuB  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 ~>|U%3}]  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 CaMG$X&O  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 G[ea@u$?  
3.3 散斑图样的和 9p<l}h7g  
3.3.1 在振幅基础上求和 Ab)7hCUW  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 Y_B(R  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 vYkoh/(/u  
3.3.4 相关散斑强度的和 a{=~#u8  
3.4 部分偏振散斑 #wfR$Cd  
3.5 部分散射散斑 d+;~x
*  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 j7zQ&ANF  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 AnQRSB
(  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 FS0SGBo  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 +{Ttv7l_2  
第4章 散斑的高阶统计性质 *,u{~(thR  
4.1 多元高斯统计 o^_am>h  
4.2 对散斑场的应用 ty ?y&~axk  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 5q[@N J  
4.3.1 振幅的联合密度函数  LvaF4Y2v  
4.3.2 相位联合密度函数 inPGWG K]  
4.3.3 强度的联合密度函数 mvxvX!t  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 c2QC`h(Wb  
4.4.1 自由空间传播光路 [LK 9^/V  
4.4.2 成像光路 z#b6 aP  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 H^~!t{\  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 b%6_LK[  
4.5.1 面散射与体散射的对比 S6uBk"V!  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 e"Z~%
,^A  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 *(J<~:V?  
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 L '=3y$"],  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 d>f5Tl\E  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 hO8B]4=&*  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 AiuF3`Xa  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 W-MQMHQ  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 Fa8>+  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 OLq/OO,w  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 q :gH`5N  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 ,fbO}  
4.7.1 背景 YGB|6p(  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 c8'?Dd  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 @U,cj>K  
4.7.4 散斑强度的微商 xM(  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 wp$=lU{B  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 \I>,j,c  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 y9 "!ys  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 TA*49Qp  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 };
|'8'5  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 sy~mcH:%+  
第5章 抑制散斑的光学方法 ry:tL0;;e#  
5.1 偏振的多样化 B; ~T|exu  
5.2 用运动漫射体进行时间平均  )57OZ  
5.2.1 背景 n']@Spm  
5.2.2 光滑的物 -1[ri8t;nV  
5.2.3 粗糙的物 NGNn_1  
5.3 波长和角度的多样化 )<+Z

,6  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 2HUoT\M  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 3=z'Ih`  
5.3.3 成像光路 vg<_U&N=-r  
5.4 减弱时间和空间相干性 Bi]%bl>%  
5.4.1 光学中的相干性概念 &"=inkh  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 +IMP<  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 eb7`R81G  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 =^6]N~*,D  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 rz4S"4  
5.6 复合散斑抑制技术 7l?-2I'c  
第6章 某些成像应用中的散斑
%"o4IYV#  
6.1 眼睛中的散斑 {Tx+m;5F  
6.2 全息术中的散斑 9K)2OX;$w  
6.2.1 全息术的原理 xi^_C!*J  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 2e+DUZBoC  
6.3 光学相干层析术中的散斑 _uDtRoI8  
6.3.1 OCT成像技术简介 :iq1-Pw  
6.3.2 OCT的分析 >LLFe~9`g  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 avdi9!J2  
6.4 光学投影显示中的散斑 ?=6zgb"9-  
6.4.1 投影显示的剖析 Oa{M9d,l  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 oo`mVRVf  
6.4.3 偏振多样性 ).LJY<A  
6.4.4 运动屏幕 RP6QS)|  
6.4.5 波长多样性 }V09tK/M  
6.4.6 角度多样性 07n=H~yU  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 g8^$,  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 9n1
O@~  
6.4.9 专门设计的屏幕 M^H357r%  
6.5 投影微光刻中的散斑 
TJ#<wIiX  
6.5.1 准分子激光的相干性质 N'IzHyo.  
6.5.2 时域散斑 od!TwGX  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 Ta~Ei=d^  
第7章 某些非成像应用中的散斑 M>-x\[n+  
7.1 多模光纤中的散斑 >QCVsX>~  
7.1.1 光纤中的模式噪声 8g$pfHt|e  
7.1.2 限定散斑的统计性质 s3oK[:/  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 iX}EJD{f  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 q^EG'\<^  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 .7{,u1N'  
7.2.2 低光照水平下的散斑 ~|riFp=J  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 a&9+<  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 _K'YaZTa;~  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较
$33w
K  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 0D=6-P?^W  
第8章 散斑与计量学 @r=O~x  
8.1 散斑照相术 (;\JCeGA  
8.1.1 面内位移 dQTJC %]O  
8.1.2 仿真 aR+vY1d"  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 ^k/@y@%  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 ~#Vrf0w/  
8.1.5 多散斑图窗口分析 YDO#Q= q%  
8.1.6 物体转动 2e#hJ-/`-  
8.2 散斑干涉术 RWK|?FD\<  
8.2.1 使用照相探测的系统 A(ql}cr  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) "p0e6Z=  
8.2.3 剪切散斑干涉术 \K55|3~R  
8.3 从条纹图样到相位分布图 :(E.sT"
R  
8.3.1 傅里叶变换法 s@V4ny9x  
8.3.2 相移散斑干涉术 5@6F8:x}V  
8.3.3 相位展开 l'm!e'7_  
8.4 用散斑测量振动 0.qnbDw_  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 G,3.'S,7  
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 *i?#hTw  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 RX\%R  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 [<rV "g  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 u8 Q`la  
第9章 通过大气成像中的散斑 3P N<J  
9.1 背景 Sjv_% C$  
9.1.1 大气中折射率的涨落 ,'Zs")Ydp  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 J4"?D9T3G  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 /'O? 8X<  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 A63=$  
9.5 天文散斑干涉测量术 2Jm#3zFYz3  
9.5.1 可恢复的物信息 \AQ*T`Dq  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 dv1Y2[  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 gLy1*k4  
9.6.1 交叉频谱传递函数 N"L@  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 =*>ri  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 e#BxlC  
9.7.1 双频频谱传递函数 9#cPEbb~  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 clyZD`*  
9.8 散斑相关成像术 C;>!SRCp  
附录A 散斑场的线性变换 b*Sw")#  
附录B 部分散射散斑的对比度 wkc)2z   
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 Y#7sDd!N|  
C.1 相关矩阵 *sz:c3{_  
C.2 相位微商的联合密度函数 @kBy|5  
C.3 强度微商的联合密度函数 -Ph"#R&  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 m?GBvL$  
D.1 自由空间光路 1)Z4 (_  
D.2 成像光路 *QH~z2:[  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 ecvQEK2L  
E.1 随机相位漫射体 C( wZjO?N  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 "!,)Pv  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 `cgyiJ  
附录F 限定散斑的统计 (}
*1,N!#  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 4fSGc8  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 Zmx[:-  
G.2 成像光路中的散斑模拟 S3Dmc\f  
参考文献 eU(cn8/}  
汉英对照索引 q[}W&t,  
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