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。 (?c"$|^J  
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目录 p6V0`5@t  
中译本序 d7upz]K9g  
原书前言 {;1\
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第1章引言1 Wac&b  
1.1光学成像理论的*新进展1 Lqa4Vi  
1.2本书内容概述2 1))8 A@,  
参考文献4 gwMNYMI  
第2章衍射理论5 P= NDS2  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 lL3U8}vn  
2.1.1衍射的描述5 bY:x8fl  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 I\ob7X'Xu!  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 A;M'LM-M  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 _Fl9>C"u  
2.2.1格林函数8 >kVz49j  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 #X1
ND  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 DTL.Bsc-.  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 h2R::/2.  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 ZFL~;_r  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 #*
Ctwl,T  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ;.980+i1  
2.3.3徳拜近似14 F JyT+  
2.4傍轴近似14 57c8xk[.2  
2.4.1菲涅耳近似15 4tBYR9|  
2.4.2夫琅禾费近似16 :vbW  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 e\L8oOk#r  
2.5.1圆孔衍射17 iYy1!\  
2.5.2圆屏衍射19 26h21Z16q  
2.5.3锯齿孔径衍射21 F)eelPZ+,  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 4kx N<]  
参考文献26 FZnw0tMq  
第3章点扩散函数28 =aW9L)8D  
3.1透镜的透过率28 Avb\{)s+  
3.2透镜的衍射30 Gd85kY@w7  
3.2.1圆透镜32 Dlvz)  
3.2.2环形透镜36 R6->t #n,  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 &6VnySE?  
3.3相干像的形成38 ]/L0,^RI  
3.3.1透镜成像规律40 6'f;-2  
3.3.2散焦效应42 Q$"D]!G  
3.3.3阿贝成像理论44 |sE'XT4ag  
3.4空间不变特性47 >hIu2jm  
3.5非相干成像51 ]Y&VT7+Z  
参考文献52 eaU  
第4章传递函数分析53 "w<#^d_6  
4.1传递函数介绍53 9pfIzs su3  
4.2相干传递函数57 BI@[\aRLQ  
4.3光学传递函数60 w7L)'9  
4.3.1圆透镜61 $XH^~i;  
4.3.2环形透镜64 h<QY5=SF  
4.4三维传递函数的投影与截面65 xAm6BB c  
4.4.1厚平面物体65 Q3?F(ER@  
4.4.2薄物体66 Nh+H9  
4.4.3线物体67 #RLt^$!H  
4.4.4点物体68 X:{!n({r=  
4.5聚焦和轴上传递函数69 f$QNg0v  
4.5.1聚焦传递函数69 _+MJ%'>S
 
4.5.2轴上传递函数71 :ShT|n7  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 Ow,b^|  
4.7空间滤波原理及应用74 
e\/w'  
4.7.1正弦光栅图像76 w0unS`\4  
4.7.2相衬图像77 9Mcae31  
4.7.3光学数据处理78 lyhiFkO iH  
4.7.4其他的空间滤波器80 Wd ELV3  
参考文献81 Tlr v={  
第5章超短脉冲光束成像83 1o>xEWt:0K  
5.1超短脉冲光束的产生83 6Kz,{F@  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 ~gt@P  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 u ^RxD^=L  
5.3.1圆孔87 M',?u  
5.3.2圆屏91  %;!.n{X  
5.3.3锯齿孔92 _q^E,P  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 FpU>^'2]  
5.5薄透镜的点扩散函数95 DtnEi4h,  
5.5.1色差效应96 xgtR6E^k  
5.5.2降低色度的方法98 /Z4et'Lo  
5.5.3单点的时间相关图像100 ;dhQN}7  
5.6薄透镜的传递函数102 <#HYqR',  
5.6.1相干传递函数102 Etm?'  
5.6.2光学传递函数105 zbPqYhJzA  
参考文献108 1h5 Akq  
第6章高数值孔径物镜成像109 ybUaTD@?}b  
6.1高数值孔径物镜的影响109 u]@['7  
6.2德拜理论111 gQ.Sa j $  
6.2.1德拜近似111 akQ7K  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 >(RkZ}z  
6.2.3傍轴近似114 2J;g{95z  
6.3切趾函数115 i!Ga5v8n:  
6.3.1正弦条件116 i}?>g-(  
6.3.2赫歇尔条件118 #.[k=dj   
6.3.3均匀投影条件119
>LuYHr  
6.3.4亥姆霍兹条件119 9cm#56  
6.4传递函数120 zx7{U8*`<  
6.4.1相干传递函数120 u#SWj,X  
6.4.2光学传递函数122 T[A69O]v  
6.5矢量德拜理论124 Rlirs-WQ  
6.5.1矢量德拜积分124 rVsJ`+L  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 jZ; =so  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 "zy7C*)>r  
6.6.1单电介质界面129 p
()xz  
6.6.2多介质界面132 @=kSo -SX  
参考文献134 )dSi/  
第7章有像差成像135 H>@+om  
7.1有像差的衍射积分135 |^H5^k "Bv  
7.1.1存在像差的德拜积分135 g=o4Q< #^y  
7.1.2斯特列尔强度137 ,7b[!#?8  
7.2像差函数的展开138 >F&47Yn  
7.2.1位移定理138 7VI*N)OZ8  
7.2.2泽尼克圆多项式138 S21,VpW\  
7.3初级像差139 mj@13$=  
7.3.1初级像差的定义139 N}YkMJy  
7.3.2初级像差的表示140 e?f IXk~b  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 0qT%!ku&  
7.4初级像差的容限条件146 Ti&z1_u  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 lb1Xsgm{  
7.4.2马雷查尔判据146 Om {'1  
7.5折射率不匹配引起的像差147 C"enpc_C/  
7.5.1介质界面引起的球差147 8-6L|#J#  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 {FTqu.  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ^zgo#J5O  
参考文献152 xn|(9#1o  
附录A傅里叶变换153 L&OwPd  
A.1一维傅里叶变换153 \5cpFj5%  
A.2二维傅里叶变换154 yR.Ong  
A.3三维傅里叶变换154 [PKR2UEe]  
A.4傅里叶变换定理156 1@=po)Hnp  
附录B汉克尔变换158 4nz35BLr  
附录CDelta函数160 uSBaDYg  
索引162 &G$Ucc `  
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