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2023-06-19 11:39 |
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。 e)s
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0i5S=L`j u)zv`m 目录 B&7:=t,m( 中译本序 :^paI 原书前言 'cu14m_ 第1章引言1 $KT)Kz8tF 1.1光学成像理论的*新进展1 8*Fn02 p 1.2本书内容概述2 \
C$t 参考文献4 amExZ/ 第2章衍射理论5 3_9CREZCl 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 Q(Yn8t 2.1.1衍射的描述5 o&M.9V?~~ 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 LRaO}-<b 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 V^!^wLLi 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 d"E3ypPK 2.2.1格林函数8 %TAS4hnu% 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 a>-qHX-l 2.2.3基尔霍夫边界条件10 O> _ F
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 >S0kiGDV{ 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 __+8wC 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 4*o?2P$Q 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 $e4N4e2x/ 2.3.3徳拜近似14 7;Lv_Y"b 2.4傍轴近似14 |Vlx: 2.4.1菲涅耳近似15 $!$If(
7 2.4.2夫琅禾费近似16 E
?bqEW( 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 r9!s@n 2.5.1圆孔衍射17 :.=j)ljTx 2.5.2圆屏衍射19 \ntUxPox. 2.5.3锯齿孔径衍射21 m<k6oev$ 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 $;$vcV9* 参考文献26 G; exH$y 第3章点扩散函数28
T*8S7l 3.1透镜的透过率28 WrRY3X 3.2透镜的衍射30 zN;P_@U 3.2.1圆透镜32 z`$c4p6G6 3.2.2环形透镜36 %CnNu 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 8sBT&A6&j 3.3相干像的形成38 k'
Fu&r 3.3.1透镜成像规律40 O&y`:# 3.3.2散焦效应42 tcRJ1:d 3.3.3阿贝成像理论44 G; W2Z, 3.4空间不变特性47 sSwY!"; 3.5非相干成像51 Ahba1\,N$ 参考文献52 sV5") /~ 第4章传递函数分析53 oP4+:r)LKD 4.1传递函数介绍53 4W49*Je 4.2相干传递函数57 f9},d1k 4.3光学传递函数60 E`@Z9k1 ` 4.3.1圆透镜61 UU[z\^w| E 4.3.2环形透镜64 .}Xf<G& 4.4三维传递函数的投影与截面65 ]auqf 4.4.1厚平面物体65 qP&:9eL 4.4.2薄物体66 \/\w|j 4.4.3线物体67 3HuGb^SNg 4.4.4点物体68 Rrl 4.5聚焦和轴上传递函数69 X6(s][Wn 4.5.1聚焦传递函数69 )[M:#;,L 4.5.2轴上传递函数71 m__pQu: 4.6相干成像和非相干成像的比较72 .,#H]?Wil 4.7空间滤波原理及应用74 );q~TZ[Do 4.7.1正弦光栅图像76 eV(9I v[ 4.7.2相衬图像77 bi",DKU{l 4.7.3光学数据处理78 )cP)HbOd= 4.7.4其他的空间滤波器80 v@M^ukk'} 参考文献81 VlL%dN;
0 第5章超短脉冲光束成像83 n|rKo<Y0 5.1超短脉冲光束的产生83 *TI?tD 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 |</) 6r 5.3脉冲光束照射下的衍射87 hOj+z? 5.3.1圆孔87 XpE847!soL 5.3.2圆屏91 $)8,dS 5.3.3锯齿孔92
Su?cC/ 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 rMZuiRz* 5.5薄透镜的点扩散函数95 \weg%a 5.5.1色差效应96 v*dw'i 5.5.2降低色度的方法98 wD{c$TJ?{F 5.5.3单点的时间相关图像100 eMFxdtH 5.6薄透镜的传递函数102 @@{5]Y 5.6.1相干传递函数102 J>nBTY,_< 5.6.2光学传递函数105 ,5ZQPICF 参考文献108 q-_!&kDK" 第6章高数值孔径物镜成像109 (*Q:'2e 6.1高数值孔径物镜的影响109 iI7ocyUv 6.2德拜理论111 NsM`kZM4H 6.2.1德拜近似111 [>\|QS| 6.2.2圆透镜的德拜积分112 /T(9:1/G 6.2.3傍轴近似114 Ov?J"B'F 6.3切趾函数115 dY~z6bT 6.3.1正弦条件116 pPo xx"y 6.3.2赫歇尔条件118 -]D/8,|s 6.3.3均匀投影条件119 sO6=w%l^ 6.3.4亥姆霍兹条件119 8,!Oup 6.4传递函数120 R(VOHFvW6 6.4.1相干传递函数120 9`Fw}yAt 6.4.2光学传递函数122 Q%d1n*;+ 6.5矢量德拜理论124 NY^0$h 6.5.1矢量德拜积分124 ^IIy> 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 #eJ<fU6Da 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 1TGRIe) 6.6.1单电介质界面129 "opMS/a"7 6.6.2多介质界面132 +FqE fY4j 参考文献134 Fr 第7章有像差成像135 fbOqxF"?we 7.1有像差的衍射积分135 rZaO^}u] 7.1.1存在像差的德拜积分135 pWJEFm 7.1.2斯特列尔强度137 .#|?-5q/iN 7.2像差函数的展开138 foQo`}"5 7.2.1位移定理138 \y=oZk4 7.2.2泽尼克圆多项式138 "z3rH~q72 7.3初级像差139 |3@DCbT 7.3.1初级像差的定义139 ?&~q^t?u 7.3.2初级像差的表示140 Cgh84
2% 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 Q-gVg%'7 7.4初级像差的容限条件146 x4H#8ZK! 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ja';NIO- 7.4.2马雷查尔判据146 ow3.jHsLA 7.5折射率不匹配引起的像差147 x6s|al 7.5.1介质界面引起的球差147 ozRTY9S
_; 7.5.2由盖玻片导致的球差150 'D
?o^ 7.6物镜管长变化导致的球差151 FC,=g`Q! 参考文献152 ZDR@VYi+~ 附录A傅里叶变换153 :\His{% A.1一维傅里叶变换153 sAL
]N][Y A.2二维傅里叶变换154 B<m0YD?>~> A.3三维傅里叶变换154 jj2\;b:a0 A.4傅里叶变换定理156 RK|*yt"f" 附录B汉克尔变换158 %g.cE}^ 附录CDelta函数160 IyyBW2 索引162 yivu|q # Q^".#
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