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。 :wgfW .w  
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目录 ulXnq`  
中译本序 GHN3PEJ>  
原书前言 &:#m&,tQ  
第1章引言1 ;6DnId2Zh  
1.1光学成像理论的*新进展1 WtX>Qu|  
1.2本书内容概述2 (a{ZJI8_  
参考文献4 zX5G;,_  
第2章衍射理论5 b1!@v+  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 RazBc.o<  
2.1.1衍射的描述5 g*-2* \  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 E`@43Nz  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 V,LVB_6  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 u3dsQU  
2.2.1格林函数8 if~rp-\P  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 %<}=xJf>1  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 fA8ozL T  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 dbO#  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 Jyu`-=It  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 YU\Gj S~>&  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ,d 7
Z  
2.3.3徳拜近似14 3ps,uozj  
2.4傍轴近似14 V-vlTgemwc  
2.4.1菲涅耳近似15 G :4;y7  
2.4.2夫琅禾费近似16 A8dI:E+$  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 &=-PRza%j  
2.5.1圆孔衍射17 1!/-)1t  
2.5.2圆屏衍射19 l\}25 e  
2.5.3锯齿孔径衍射21 pT=2e&  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 yDtOpM8<{  
参考文献26 F1}  
第3章点扩散函数28 o=9'  
3.1透镜的透过率28 RG?MRxC  
3.2透镜的衍射30 s)tpr
 
3.2.1圆透镜32 FDq{M?6i  
3.2.2环形透镜36 R$xY8+}V  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 %N{sD[^  
3.3相干像的形成38  ? ICDIn  
3.3.1透镜成像规律40 4 =Fg!Eu<  
3.3.2散焦效应42 C ktX0  
3.3.3阿贝成像理论44 oEAfowXSqk  
3.4空间不变特性47 #Wx=v$"  
3.5非相干成像51 BE%Z\E[[m  
参考文献52 6_ ]8\n  
第4章传递函数分析53 .&(8(C  
4.1传递函数介绍53  ^Fp=y
,D  
4.2相干传递函数57 cQ,9Rnfl,  
4.3光学传递函数60 (C~dkR?  
4.3.1圆透镜61 <|V'pim  
4.3.2环形透镜64 "%kGRHq  
4.4三维传递函数的投影与截面65 s]bPV,"p  
4.4.1厚平面物体65 tw86:kYEz  
4.4.2薄物体66 )KE_t^$  
4.4.3线物体67 b_ JWnh  
4.4.4点物体68  h,hL?imD  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ]Wy.R6  
4.5.1聚焦传递函数69 xOM_R2Md  
4.5.2轴上传递函数71 9}XT'+`y  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 xPvRQ  
4.7空间滤波原理及应用74 `5<1EGJsD  
4.7.1正弦光栅图像76 ) MBS  
4.7.2相衬图像77 eE,;K1  
4.7.3光学数据处理78 LJ l1v  
4.7.4其他的空间滤波器80 O=`o'%K<  
参考文献81 U6a zhi&,  
第5章超短脉冲光束成像83 5m3'Gt4  
5.1超短脉冲光束的产生83 b_mWu@$  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 7*g(@d  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 N&N 82OG  
5.3.1圆孔87 Zx9.pFc"  
5.3.2圆屏91 kc|>Q7~{  
5.3.3锯齿孔92 _r7=&oL.Q  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 1!f2*m  
5.5薄透镜的点扩散函数95 H8<m9zDvl  
5.5.1色差效应96 NlMQHma  
5.5.2降低色度的方法98 h=Oh9zsz8  
5.5.3单点的时间相关图像100 dv[\.T`LY  
5.6薄透镜的传递函数102 {a@hRY_  
5.6.1相干传递函数102 =<>pKQ)[  
5.6.2光学传递函数105 mf~
Lzp  
参考文献108 Hz5;Ruw'  
第6章高数值孔径物镜成像109 Q~h6J*  
6.1高数值孔径物镜的影响109 <%/:w/  
6.2德拜理论111 ny~W]1  
6.2.1德拜近似111 X-v~o/r7  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 |zb`&tv}  
6.2.3傍轴近似114 Kf&r21h  
6.3切趾函数115 Z3Gm  
6.3.1正弦条件116 ;h~?ko  
6.3.2赫歇尔条件118 0tSA|->(  
6.3.3均匀投影条件119 FQQ@kP$.  
6.3.4亥姆霍兹条件119 T[m ~6  
6.4传递函数120 2!{N[*)  
6.4.1相干传递函数120 tw]/,>\G  
6.4.2光学传递函数122 uH0#rgKt  
6.5矢量德拜理论124 b%<164i  
6.5.1矢量德拜积分124 B0S8vU  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 >]^>gUmq
 
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 OM1*I
y  
6.6.1单电介质界面129 F"Uh/EO<  
6.6.2多介质界面132 G~O" /WM  
参考文献134 \!m!ibr  
第7章有像差成像135 ?C FS}v  
7.1有像差的衍射积分135 /!:L7@BZ  
7.1.1存在像差的德拜积分135 $e>/?Ss  
7.1.2斯特列尔强度137 |}%(6<  
7.2像差函数的展开138 dRHlx QUn  
7.2.1位移定理138 HqB|SWyK  
7.2.2泽尼克圆多项式138 9N<*S'Z  
7.3初级像差139 Q;=6ag'  
7.3.1初级像差的定义139 *ZX!EjICk  
7.3.2初级像差的表示140 R9b
hC9NP  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 }FHw" {my  
7.4初级像差的容限条件146 _F3KFQ4,S-  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 /cM 5  
7.4.2马雷查尔判据146 'n>EEQyp'  
7.5折射率不匹配引起的像差147 #"|"cYi,  
7.5.1介质界面引起的球差147  7N!tp,?  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 ,9F*96  
7.6物镜管长变化导致的球差151 _r~!O$2  
参考文献152 id3)6}  
附录A傅里叶变换153 QCVsVG!sN  
A.1一维傅里叶变换153 Lf[G>0t&n  
A.2二维傅里叶变换154 bkxk i@t  
A.3三维傅里叶变换154 .@fK;/OuC  
A.4傅里叶变换定理156 U0!^m1U:  
附录B汉克尔变换158 c6f|y_2  
附录CDelta函数160 F\zkyk4  
索引162 -
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