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.
5WC+guK7 《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。
9so6WIWc 《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。
?shIj;c[ 《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。
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\2ZPj)&-E ?*?RP)V tjGd ) 中文版序
dDm):Z*`b 序
yHHt(GM|o 第1章 散斑的起源和表现
]l'Y'z,} 1.1 一般背景
vhsk0$f 1.2 散斑起因的直观解释
kqce[hgs< 1.3 一些数学预备知识
qHNE8\9 第2章 随机相幅矢量和
w"OP8KA:^T 2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩
pY_s*0_ 2.2 有大量独立步数的随机行走
*Ho/ZYj3 2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量
|tv"B@` 2.4 随机相幅矢量和之和
~><^'j[ 2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和
h~(G$':^ 2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和
]wKz E4Z/ 第3章 光学散斑的一阶统计性质
Hir Fl 3.1 强度的定义
UlAzJO6" 3.2 强度和相位的一阶统计
Ix(?fO#uNF 3.2.1 大量的随机相幅矢量
F>]m 3( 3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和
,WJH}(h"D 3.2.3 有限数目的等长相幅矢量
x~GQV^(l3 3.3 散斑图样的和
yY[<0|o u 3.3.1 在振幅基础上求和
]8icBneA~' 3.3.2 两个独立散斑强度的和
~zSCg|"r 3.3.3 N个独立散斑强度的和
}0u8r` 3.3.4 相关散斑强度的和
0
;b[QRmy 3.4 部分偏振散斑
%F:)5gT? 3.5 部分散射散斑
oP!;\a( SL 3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计
|1ST=O7.LH 3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑
AC;V
m: @{ 3.6.2 T强度分布驱动的散斑
hQ(qbt{e 3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和
SB5&A_tr 第4章 散斑的高阶统计性质
hSFn8mpXT 4.1 多元高斯统计
NzU,va N 4.2 对散斑场的应用
!-N6l6N 4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计
^|/]( 4.3.1 振幅的联合密度函数
Tszp3,]f 4.3.2 相位联合密度函数
C4hx@abA 4.3.3 强度的联合密度函数
>nw++[K_ 4.4 散斑的自相关函数和功率谱
;Ra+=z}> 4.4.1 自由空间传播光路
[@Q_(LQ-U 4.4.2 成像光路
7zHh@ B:] 4.4.3 深度方向上的散斑尺寸
]S(%[| 4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系
-i4&v7" 4.5.1 面散射与体散射的对比
7ULqo>j 4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应
yv\#8I:qh 4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制
Ux#x#N 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
n Ps7c % 4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射
?V}j`r8|\4 4.5.6 体散射产生的散斑的性质
zGc:
@z 4.6 积分和模糊的散斑的统计学
4#5:~M } 4.6.1 积分散斑的平均值和方差
jL^](J> 4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果
OM|Fwr$ 4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果
F29va 4.6.4 部分偏振散斑图样的积分
'yV?*a 4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质
1fo
U 4.7.1 背景
59zENUYl 4.7.2 各种散射光斑形状下的
参数 qwK2WE%T 4.7.3 散斑相位的微商:散斑图样中的
光线方向
o$[z],RO 4.7.4 散斑强度的微商
Rb%%?*| 4.7.5 散斑图样的亮阶交叉
$&"V^@ 4.8 散斑图样的零点:光学涡旋
52b*[tZ 4.8.1 零强度出现所要求的条件
YKbaf(K)9 4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质
f]G>(V=i 4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度
]D@0| 4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度
*1 G>YH 第5章 抑制散斑的光学方法
"H&"(= 5.1 偏振的多样化
V\})3i8 5.2 用运动漫射体进行时间平均
`u.t[ 5.2.1 背景
6<N5_1 5.2.2 光滑的物
w,O,W[C 5.2.3 粗糙的物
u5~Ns&o&N 5.3
波长和角度的多样化
4n
%?YQ[t 5.3.1 自由空间传播,反射光路
3d-%>?-ee 5.3.2 自由空间传播,透射光路
H*bs31i{ 5.3.3 成像光路
?%VI{[y#> 5.4 减弱时间和空间相干性
M;0]u.D*= 5.4.1 光学中的相干性概念
@xeAc0.^ 5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱
Y!WG)u5 5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑
.AYj'Y 5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑
qim
'dp: 5.5 用时间相干性破坏空间相干性
=1P6Vk 5.6 复合散斑抑制技术
dB+N\HBY 第6章 某些成像应用中的散斑
y$3;$ R^ 6.1 眼睛中的散斑
Y3h/~bM% 6.2 全息术中的散斑
BW"&6t#kA 6.2.1 全息术的原理
}hYZ"
A~ 6.2.2 全息像中的散斑抑制
<BO)E( 6.3 光学相干层析术中的散斑
/'Pd`Nxl. 6.3.1 OCT成像技术简介
>(y<0
6.3.2 OCT的分析
_;4 [Q1 6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制
VR 6.4 光学投影显示中的散斑
YPzU-:3 6.4.1 投影显示的剖析
>XOiu#kC 6.4.2 投影显示中的散斑抑制
1yV: qp 6.4.3 偏振多样性
sHc Td>xS 6.4.4 运动屏幕
/B5-Fx7j3 6.4.5 波长多样性
:K
~ 6.4.6 角度多样性
PlYm& 6.4.7 投影
光学系统的留有余量的设计
-!0_:m3 6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上
0<PR+Iv*i 6.4.9 专门设计的屏幕
jqH3J2L 6.5 投影微光刻中的散斑
i/b'4o=8 6.5.1 准分子激光的相干性质
l<Q>N|1#k% 6.5.2 时域散斑
c*`>9mv 6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落
NxVw!TsR 第7章 某些非成像应用中的散斑
ZhNdB 7.1 多模
光纤中的散斑
Cda!Mk: 7.1.1 光纤中的模式噪声
SlSM+F 7.1.2 限定散斑的统计性质
Mc-)OtmG[ 7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系
&20P,8@ 7.2 散斑对光学雷达性能的影响
cEe?*\G 7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性
0wFH!s/B 7.2.2 低光照水平下的散斑
^FZ^6* 7.2.3 探测统计分布——直接探测
eUl/o1~mXa 7.2.4 探测统计分布——外差探测
W5/0`[4 7.2.5 直接探测与外差探测的比较
kAM1TWbaVQ 7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响
Qm8)4?FZ 第8章 散斑与计量学
-
}!H3]tr 8.1 散斑照相术
Y~)T 8.1.1 面内位移
:K?0e` 8.1.2 仿真
fbFX4?- 8.1.3 谱五(vx,vy)的性质
F?m?UQS'u 8.1.4 对移动量(x0,y0)的限制
e4I^!5)N 8.1.5 多散斑图窗口分析
I
_i6-<c.Q 8.1.6 物体转动
[!^-J}^g~\ 8.2 散斑干涉术
5]1leT 8.2.1 使用照相探测的系统
_ nP;Fx 8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI)
i#X!#vyc 8.2.3 剪切散斑干涉术
o5\b'hR*# 8.3 从条纹图样到相位分布图
M,3wmW&d6 8.3.1 傅里叶变换法
XYx6V 8.3.2 相移散斑干涉术
7&O`p(j 8.3.3 相位展开
;Qi }{;+ 8.4 用散斑测量振动
7@a 0$coP 8.5 散斑与表面粗糙度的测量
a;$P:C{gj? 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
xjdw'v+qZo 8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差
cgC\mM4Nla 8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差
U-0#0} _ 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
/w]&t\]* 第9章 通过大气成像中的散斑
}<MR`h1 9.1 背景
Q36)7=at 9.1.1 大气中折射率的涨落
8*g ^o\M 9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数
SbsouGD,{ 9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数
]%RNA:(F' 9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质
rZbEvS 9.5 天文散斑干涉测量术
Bn]K+h\E 9.5.1 可恢复的物信息
%HtuR2#ca 9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果
|m,VTViv;i 9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术
^TXf sQs 9.6.1 交叉频谱传递函数
R*1kR|*_) 9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息
j1Yq5`ia 9.7 双频频谱(Bispectrum)技术
,]Zp+>{
9.7.1 双频频谱传递函数
#>@z
2K7 9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息
C9Bh@v%90^ 9.8 散斑相关成像术
,/&Zw01dGN 附录A 散斑场的线性变换
A1cb"N^ 附录B 部分散射散斑的对比度
ly4Qg\l 附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算
V'Qn sI C.1 相关矩阵
o%M<-l"!/ C.2 相位微商的联合密度函数
AB.(CS=i C.3 强度微商的联合密度函数
v7trr W} 附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析
iO!6}yJ*V D.1 自由空间光路
77gysd\( D.2 成像光路
}bB`(B,m 附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度
t~K%.|'0 E.1 随机相位漫射体
Jd
3@cLCe- E.2 漫射体刚好充满投影光学系统
*QE<zt E.3 漫射体充溢投影光学系统
p4X{"Z\mn 附录F 限定散斑的统计
"oc$ 附录G
模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例
v.Ogf5 G.1 自由空间传播中的散斑模拟
W^g[L:s G.2 成像光路中的散斑模拟
4cCF\&yU 参考文献
^9"KTZc-* 汉英对照索引
fW0$s` ……
){Mu~P Kf7WcJ4b