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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。 a%m
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ty['yV-;a a. D cmy{ 目录 @-S7)h>~ 中译本序 @JhkUGG]p 原书前言 YX,;z/Jw2 第1章引言1 c!6v-2ykv 1.1光学成像理论的*新进展1 0qFO+nC 1.2本书内容概述2 9?ll(5E 参考文献4 8/R$}b>< 第2章衍射理论5 Z1q<) O1QX 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 >x6\A7 2.1.1衍射的描述5 !O!:=wq 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 lH_pG ~ 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 jG`PyIgw 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 <`SA>P 2.2.1格林函数8 U9`Co&Z2 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 h='&^1 2.2.3基尔霍夫边界条件10 =3'B$PY 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ,x&WE@tD| 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 5g-1pzP9 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 (G+)v[f 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 Pl'lmUR 2.3.3徳拜近似14 <ndY6n3 2.4傍轴近似14 +pq=i 2.4.1菲涅耳近似15 \\R<HuTY 2.4.2夫琅禾费近似16 /PaS<"<P@ 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 8u)>o*
: 2.5.1圆孔衍射17 /V+7:WDj 2.5.2圆屏衍射19 ]lGkZyUhI 2.5.3锯齿孔径衍射21 <Sd ef^ 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 <e
9d5-2 参考文献26 qm_r~j 第3章点扩散函数28 9
AD* 3.1透镜的透过率28 9wfE^E1 3.2透镜的衍射30 w$&;s<0 3.2.1圆透镜32 <nk/w5nKL 3.2.2环形透镜36 :##$-K*W" 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 t;3).F 3.3相干像的形成38 EVqqOp1$v4 3.3.1透镜成像规律40 DQu)?Rsk 3.3.2散焦效应42 a6:hH@, 3.3.3阿贝成像理论44 #G(ivRo 3.4空间不变特性47 X^&--@l}T! 3.5非相干成像51 J=kf KQV 参考文献52 Y#9bM$x7 第4章传递函数分析53 GK6~~ga= 4.1传递函数介绍53 AwuhFPG 4.2相干传递函数57 (0y!{ (a 4.3光学传递函数60 6j1C=O@S 4.3.1圆透镜61 cna%;f. 4.3.2环形透镜64 R9- mq;u+ 4.4三维传递函数的投影与截面65 nZYO}bv\ 4.4.1厚平面物体65 }vP(SF6 4.4.2薄物体66 H^o_B1 4.4.3线物体67 #t Pc<p6m 4.4.4点物体68 LrdED[Z 4.5聚焦和轴上传递函数69 T%"wz3~ 4.5.1聚焦传递函数69 pR2U&OA 4.5.2轴上传递函数71 Xep2)3k> 4.6相干成像和非相干成像的比较72 [q0^Bn}h 4.7空间滤波原理及应用74 <h+UC# .x 4.7.1正弦光栅图像76 ;c|_z 9+ 4.7.2相衬图像77 k`' *niz 4.7.3光学数据处理78 fY=:geB 4.7.4其他的空间滤波器80 pIpdVKen 参考文献81 I%Z=O= 第5章超短脉冲光束成像83 3 TV4|&W; 5.1超短脉冲光束的产生83 CO,{/ 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85
e1V1Ae 5.3脉冲光束照射下的衍射87 SuI^8^f= 5.3.1圆孔87 %)d7iT~M 5.3.2圆屏91 S&l [z, 5.3.3锯齿孔92 .n.N.e 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 q!><:"#[G 5.5薄透镜的点扩散函数95 /Wl8Jf7'
5.5.1色差效应96
(t@!0_5 5.5.2降低色度的方法98 vaVV1 5.5.3单点的时间相关图像100 e=#D1 5.6薄透镜的传递函数102 c1R[Hck 5.6.1相干传递函数102 ;5T}@4m|r 5.6.2光学传递函数105 x{G 'IEf 参考文献108 .*+jD^Gr 第6章高数值孔径物镜成像109 nHF~a?|FT 6.1高数值孔径物镜的影响109 NTCFmdbs 6 6.2德拜理论111 <dXeP/1w` 6.2.1德拜近似111 B=r+
m;( 6.2.2圆透镜的德拜积分112 h^,L) E 6.2.3傍轴近似114 o7PS1qcya< 6.3切趾函数115 \j.l1O 6.3.1正弦条件116 eqOT@~H 6.3.2赫歇尔条件118 ^,f^YL; 6.3.3均匀投影条件119 +l]>(k.2 6.3.4亥姆霍兹条件119 ?-0, x|ul 6.4传递函数120 y>T> 6.4.1相干传递函数120 /#t::b+>x 6.4.2光学传递函数122 8y[Rwa 6.5矢量德拜理论124 Jko=E
6.5.1矢量德拜积分124 >-3>Rjo> 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 Ll#W:~ 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 {+5Ud#\y 6.6.1单电介质界面129 UbIUc}ge 6.6.2多介质界面132 "So"oT1 参考文献134 4Xwb`?}- 第7章有像差成像135 "HH<5M 7.1有像差的衍射积分135 ^e$!19g 7.1.1存在像差的德拜积分135 v7hw% 9(= 7.1.2斯特列尔强度137 VKlC`k8L 7.2像差函数的展开138 M*Q}^<E* 7.2.1位移定理138 PAC=LQn& 7.2.2泽尼克圆多项式138 oS Ybx:2wo 7.3初级像差139 w~=xO_% 7.3.1初级像差的定义139 c7[Ba\Cr4h 7.3.2初级像差的表示140 *<"{(sAvk 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 f|/ ,eP$ 7.4初级像差的容限条件146 7>0/$i#'Vl 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 FKhgUnw 7.4.2马雷查尔判据146 @W==)S%O 7.5折射率不匹配引起的像差147 (WY9EJ<s, 7.5.1介质界面引起的球差147 1#fR=*ZM" 7.5.2由盖玻片导致的球差150 \;Q!}_ K 7.6物镜管长变化导致的球差151 0~[M[T\ 参考文献152 2\#$::B9 附录A傅里叶变换153 ,Qo:]Mj A.1一维傅里叶变换153 {F\P3-ub A.2二维傅里叶变换154 hl)jE
06 A.3三维傅里叶变换154 d6??OO=~>M A.4傅里叶变换定理156 VP~%,= 附录B汉克尔变换158 z_A\\ 附录CDelta函数160 X(8LhsP 索引162 ]ab q$Y' b=Ektq
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