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。 q^5j&jx Vl  
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目录  {*!L[)  
中译本序 a B(_ZX'L  
原书前言 h+ixl#:  
第1章引言1 RE~9L5i5  
1.1光学成像理论的*新进展1 Z{<&2*  
1.2本书内容概述2 UqJ}5{rt  
参考文献4 _J' _9M?>  
第2章衍射理论5 PL*Mz(&bf  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 jx*jYil  
2.1.1衍射的描述5 #6w\r&R6  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 [1Cs  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 xLID@9Hbu  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 ,+LX.f&/8!  
2.2.1格林函数8 r57CyO  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 AunX[X9  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 %+BiN)R*x  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 zvJQ@i"Z  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 954!ED|F(  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 %9 kOl  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 M1UabqQ  
2.3.3徳拜近似14 \9r1JP0  
2.4傍轴近似14 nj
hDr
wN  
2.4.1菲涅耳近似15 uO=yQ&  
2.4.2夫琅禾费近似16 "gau
rr3  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 e+`LtEve0  
2.5.1圆孔衍射17 w +pK=R  
2.5.2圆屏衍射19 "}"hQ.kAz  
2.5.3锯齿孔径衍射21 v2Lx4:dzi  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 H[H+s!)"  
参考文献26 OAlV7cfD  
第3章点扩散函数28  Xaz`L  
3.1透镜的透过率28 +OEheG8  
3.2透镜的衍射30 x?5D>M/Y  
3.2.1圆透镜32 G3Z>,"w;=
 
3.2.2环形透镜36 .X2fu/}  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 >"Tivc5  
3.3相干像的形成38 _SVIY@K|/  
3.3.1透镜成像规律40 Vp"=8p#k  
3.3.2散焦效应42 3 VNPdXsh  
3.3.3阿贝成像理论44 ,q[aV 6kO  
3.4空间不变特性47 c4\N
uy  
3.5非相干成像51 W>^WNo3YQ$  
参考文献52 WD`z\{hcom  
第4章传递函数分析53 c%?31t  
4.1传递函数介绍53 E[IjeJB5  
4.2相干传递函数57 2=?:(e9  
4.3光学传递函数60 0-
s[S  
4.3.1圆透镜61 YTb/ LeuT  
4.3.2环形透镜64 U;PGBoe  
4.4三维传递函数的投影与截面65 G0e]PMeFl  
4.4.1厚平面物体65 QB3vp4pBg@  
4.4.2薄物体66 |IN{8  
4.4.3线物体67 nu=yE$BN{  
4.4.4点物体68 /y2)<{{I  
4.5聚焦和轴上传递函数69 q:iB}ch5R  
4.5.1聚焦传递函数69 9n\b
!*x  
4.5.2轴上传递函数71 sN"JVJXi  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 PM(M c]6  
4.7空间滤波原理及应用74 -a^%9 U  
4.7.1正弦光栅图像76 \E}YtN#  
4.7.2相衬图像77 te<lCD6  
4.7.3光学数据处理78 h vC gd^M  
4.7.4其他的空间滤波器80 {Yt@H

 
参考文献81 6jDHA3  
第5章超短脉冲光束成像83 ?.*^#>
-  
5.1超短脉冲光束的产生83 Xyz w.%4c  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 pbXh}YJ&  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 ;$il_xA)\>  
5.3.1圆孔87 _"4u?C#  
5.3.2圆屏91 F]fBFDk  
5.3.3锯齿孔92 {/u}  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 L\GjG&Y5  
5.5薄透镜的点扩散函数95 OrG1Mfx&2%  
5.5.1色差效应96 2:8p>^g=  
5.5.2降低色度的方法98 Oh&k{DWE$  
5.5.3单点的时间相关图像100 [?QU'[  
5.6薄透镜的传递函数102 h?D>Dfeg%  
5.6.1相干传递函数102 8lNkY`P7s  
5.6.2光学传递函数105 OV.f+_LS  
参考文献108 1
xf Pe#  
第6章高数值孔径物镜成像109 _MmSi4]yd  
6.1高数值孔径物镜的影响109 )iU@P7W=  
6.2德拜理论111  << X
WL:  
6.2.1德拜近似111 XCP/e p  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 aN^x]0P!0  
6.2.3傍轴近似114 K{vn[}  
6.3切趾函数115 8AGP*"gI  
6.3.1正弦条件116 *vqr+jr9  
6.3.2赫歇尔条件118 l(B(gPvU  
6.3.3均匀投影条件119  l,lfkm  
6.3.4亥姆霍兹条件119 gfPR3%EXs  
6.4传递函数120 uE;bNs'  
6.4.1相干传递函数120 F\Z|JCA  
6.4.2光学传递函数122 A,u}p rwH  
6.5矢量德拜理论124 g><*qd?t  
6.5.1矢量德拜积分124 @OB7TI_/
 
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 5Z<y
||=  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 9&O7F}VP2  
6.6.1单电介质界面129 wG-lR,glb  
6.6.2多介质界面132 0Mo?9??  
参考文献134 Zr#\>h'c  
第7章有像差成像135 xIb"8,N  
7.1有像差的衍射积分135 zF7*T?3b"  
7.1.1存在像差的德拜积分135 /=i+7^  
7.1.2斯特列尔强度137 {gkY:$xnrG  
7.2像差函数的展开138 C25EIIdRb  
7.2.1位移定理138 <J o\RUx  
7.2.2泽尼克圆多项式138 rGt/ /6  
7.3初级像差139 u$MXO].Q  
7.3.1初级像差的定义139 EyK F5TP0  
7.3.2初级像差的表示140 VJoobu1h  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 {Y6;/".DM  
7.4初级像差的容限条件146 i2yE-sgF  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 VZ1u/O?
ub  
7.4.2马雷查尔判据146 vFx0B?  
7.5折射率不匹配引起的像差147 1:j[p=Q&  
7.5.1介质界面引起的球差147 ] v8.ym  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 D\LXjEme.  
7.6物镜管长变化导致的球差151 I$R
a*r  
参考文献152 7O]$2  
附录A傅里叶变换153 Xf/qUa
o  
A.1一维傅里叶变换153 2l.qINyz  
A.2二维傅里叶变换154 lmbC2\GT  
A.3三维傅里叶变换154 8w\ZY>d  
A.4傅里叶变换定理156 of<(4<T  
附录B汉克尔变换158 >&?k^nI}J  
附录CDelta函数160 @\}w8  
索引162 i[N=.  
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