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. ,y @3'~  
《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。 9 R1]2U$|  
《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。 64cmv}d_  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 K
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中文版序 *G4;  
序 =r2d{  
第1章 散斑的起源和表现 WF7RMQ51j  
1.1 一般背景 Z^3Risi  
1.2 散斑起因的直观解释 &3efJ?8  
1.3 一些数学预备知识 _!ed.h.r:  
第2章 随机相幅矢量和 OZD/t(4?6s  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 J^T66}r[f,  
2.2 有大量独立步数的随机行走 kaLRI|hC  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 ]n_A~Yr  
2.4 随机相幅矢量和之和 $Z4p$o dk  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 qJsEKuOs  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 f~Su F,o@h  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 GupKM%kM  
3.1 强度的定义 |qD<h  
3.2 强度和相位的一阶统计 ?.H*!u+9>  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 ,&$Y2+  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 9UZX+@[F  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 J.*=7zmw  
3.3 散斑图样的和 C/JFg-r  
3.3.1 在振幅基础上求和 RXDk8)^  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 h7{W-AtM7_  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 hI yfF  
3.3.4 相关散斑强度的和 cVMTT]cj1  
3.4 部分偏振散斑 7RZ7q@@fgh  
3.5 部分散射散斑 Ic*Q(X  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 e)M1$  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 F&Gb[Q&a8  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 K(?7E6\vO  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 NNT9\JRv_  
第4章 散斑的高阶统计性质 z{ 8!3>:E  
4.1 多元高斯统计 Kt-@a%O0  
4.2 对散斑场的应用 ;AaF;zPV  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 >HDK<1>  
4.3.1 振幅的联合密度函数 1/ a,7Hl  
4.3.2 相位联合密度函数 Gs%kqD{=  
4.3.3 强度的联合密度函数 0bor/FU-d  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 rr*IIG&.5  
4.4.1 自由空间传播光路 JGtd
bD?Fw  
4.4.2 成像光路 u=4Rn  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 GZ1>]HB>r^  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 ^l9S5 {  
4.5.1 面散射与体散射的对比 >\e11OU0Gy  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 |G1U$p  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 5Z@Q^  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 l}m@9 ~oC  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 +$%o#~  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 1@am'#<  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 $I.'7 &h;  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 (efH>oY[  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 MKbW^:  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 ;3w W)gL1  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 ;RR)C@n1  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 7L!k9"X`0F  
4.7.1 背景 )3;S;b  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 *StJ5c_kg2  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 TPrwC~\B/  
4.7.4 散斑强度的微商 *aSFJK  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 gw H6r3=y(  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 \t}!Dr+yN  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 @~"0|,6VC  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 N-^\e)ln  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 J~==<?j:  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 Q$3%aR-2  
第5章 抑制散斑的光学方法 P63f0F-G  
5.1 偏振的多样化 u~K4fP  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 {9z EnVfg  
5.2.1 背景 6,!]x>B  
5.2.2 光滑的物 hgm`6TQ  
5.2.3 粗糙的物 GR"Jk[W9  
5.3 波长和角度的多样化 !a  /  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 @Fo0uy\G  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 j
}y"  
5.3.3 成像光路 5[0n'uH  
5.4 减弱时间和空间相干性 FsD}Nk=m~  
5.4.1 光学中的相干性概念 lOVsp#  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 Gv<K#@9T  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 zgLm~  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 U5" C"+ 3  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 C,
Ch6Ph  
5.6 复合散斑抑制技术 rt f}4.  
第6章 某些成像应用中的散斑 eOS#@6U=u  
6.1 眼睛中的散斑 R#oX
QaBJ  
6.2 全息术中的散斑 myH#.$=A  
6.2.1 全息术的原理 */6PkNq  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 *C$ W^u5h  
6.3 光学相干层析术中的散斑 &7;W=uF  
6.3.1 OCT成像技术简介 aaLT%  
6.3.2 OCT的分析 3^8%/5$v  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 Pj^6.f+  
6.4 光学投影显示中的散斑 Ur_~yX]Mo  
6.4.1 投影显示的剖析 ibEQ52  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 #*5A]"k  
6.4.3 偏振多样性 ?L'ijzP  
6.4.4 运动屏幕 uA,K}sNRZ  
6.4.5 波长多样性 }y'KS:Jb  
6.4.6 角度多样性 euQ
d  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 PX+$Us  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 p=T]%k*^h#  
6.4.9 专门设计的屏幕 -v`;^X  
6.5 投影微光刻中的散斑 ;+cZS=  
6.5.1 准分子激光的相干性质 Wa , #  
6.5.2 时域散斑 iB{O"l@w  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 jytfGE:  
第7章 某些非成像应用中的散斑 ^*RmT  
7.1 多模光纤中的散斑 ,myl9s  
7.1.1 光纤中的模式噪声 uS3J^=>@(a  
7.1.2 限定散斑的统计性质 Nn+le
M  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 $kg!XT{V  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 Jgb{Tl:r  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 {l![{  
7.2.2 低光照水平下的散斑 >AJtoJ=j  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 iN<Tn8-YH6  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 4?;1cXXA  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 klv ]+F&[  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 s@Y0"   
第8章 散斑与计量学 qpFFvZ W  
8.1 散斑照相术 v:eVK!O  
8.1.1 面内位移 xrp%b1Sy  
8.1.2 仿真 PO1sVP.S  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 VQ2)qJ#l  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 M
{1't  
8.1.5 多散斑图窗口分析 uee2WGD  
8.1.6 物体转动 M{Wla7  
8.2 散斑干涉术 mKfT4t  
8.2.1 使用照相探测的系统 gCW.;|2  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) ?tSFM:9PU  
8.2.3 剪切散斑干涉术 4

cl}ouG  
8.3 从条纹图样到相位分布图 )lE]DG!  
8.3.1 傅里叶变换法 5l}v  
8.3.2 相移散斑干涉术 X*/jna"*  
8.3.3 相位展开 FlttqQQdf  
8.4 用散斑测量振动 Y 8EL  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 ['Hl$2 j  
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 ^3^n|T7le  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 P_ U[OM\  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 LY-
fp+  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 `a*[@a#  
第9章 通过大气成像中的散斑 k7'_  
9.1 背景 Lp.,:z7  
9.1.1 大气中折射率的涨落 Dqs{n?@n  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 D<$,v(-  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 n>"0y^v  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 1.6yi];6  
9.5 天文散斑干涉测量术 IXDj;~GF  
9.5.1 可恢复的物信息 nn5tOV}QE  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 D37N*9}  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 @2nar<  
9.6.1 交叉频谱传递函数 1kEXTs=,  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 4$oN
h)+/h  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 |7LhE+E  
9.7.1 双频频谱传递函数 |#^wYZO1U  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 &!SdO<agZ  
9.8 散斑相关成像术 @G@,)`p4?  
附录A 散斑场的线性变换 ^~'tQ}]!"  
附录B 部分散射散斑的对比度 R?Vs8?  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 e$u=>=jV]  
C.1 相关矩阵 &Op_!]8`U  
C.2 相位微商的联合密度函数 U-&dn%Sq  
C.3 强度微商的联合密度函数 JR] /\(  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 1qp<Fz[  
D.1 自由空间光路 aAhXHsZ|26  
D.2 成像光路 QpxRYv  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 Uus%1hC%a  
E.1 随机相位漫射体 ^cs:S-s
 
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 4jbqV  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 hLK5s1#K  
附录F 限定散斑的统计 ux`)jOQ`Y]  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 ek\8u`GC  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 `K5Lp>=R  
G.2 成像光路中的散斑模拟 _IYd^c  
参考文献 )WuU?Tn&  
汉英对照索引 t.Q}V5t{g  
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