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。  7V5c`:"  
9xbT?$^  
n>pJ/l%`  
6qDt6uB  
[lML^CYQ  
*KNfPh#wi}  
目录 9@CRL=  
中译本序 G%HG6  
原书前言 f~W+Rt7o  
第1章引言1 SWw!s&lP&  
1.1光学成像理论的*新进展1 5 <k)tF%  
1.2本书内容概述2 zV}:~;w  
参考文献4 HsTY*^V  
第2章衍射理论5 rSv,;v  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 \2;!}  
2.1.1衍射的描述5 FDgo6x  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 oo;<I_#07  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 |aenQA#  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 e'uC:O.u  
2.2.1格林函数8 Mlc_w19C9  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 33<{1Y[Q6E  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 LT$t%V0?.e  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 l| uiC%T  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11
E+i(p+=4  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 H<!q@E ;  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 2'=)ese  
2.3.3徳拜近似14 Vj4 h#NN$  
2.4傍轴近似14  d;>G  
2.4.1菲涅耳近似15 Jvc<j:{^w  
2.4.2夫琅禾费近似16 b4wT3  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 Psf'^42(v  
2.5.1圆孔衍射17 #C }+  
2.5.2圆屏衍射19 3:Nc`tM_  
2.5.3锯齿孔径衍射21 e1XKlgl  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 W5'6L=WG  
参考文献26 *~GI-h  
第3章点扩散函数28 >"IG\//I  
3.1透镜的透过率28 1
c QF(j_  
3.2透镜的衍射30 J>#hu3&UOQ  
3.2.1圆透镜32 Q&PWW#D  
3.2.2环形透镜36 )SP"V~^Wn  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 i. )^}id  
3.3相干像的形成38 mCt/\  
3.3.1透镜成像规律40 rD21:1s  
3.3.2散焦效应42 S-mpob)  
3.3.3阿贝成像理论44 Ps.xY;Y  
3.4空间不变特性47 syLdm3d|  
3.5非相干成像51 EGI$=Y  
参考文献52 e46`"}r  
第4章传递函数分析53 ]#4kqj}  
4.1传递函数介绍53 ;UXV!8SM  
4.2相干传递函数57 .n+ ;&5  
4.3光学传递函数60 VDOC>  
4.3.1圆透镜61 l'4<^q  
4.3.2环形透镜64 0xDn!  
4.4三维传递函数的投影与截面65 G~C-tAB  
4.4.1厚平面物体65 ]e-QNI  
4.4.2薄物体66 93D
}0kp  
4.4.3线物体67 &8f/6dq
 
4.4.4点物体68 M/Z$?nd_H  
4.5聚焦和轴上传递函数69 VF11eZ"  
4.5.1聚焦传递函数69 C3^3<  
4.5.2轴上传递函数71 &Y@),S9  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 ]r!|@AWrQ\  
4.7空间滤波原理及应用74 +}at#%1@  
4.7.1正弦光栅图像76 lIEZ=CEmY  
4.7.2相衬图像77 jFg19C{=X  
4.7.3光学数据处理78 z[ ;n2o|s  
4.7.4其他的空间滤波器80 =9QyOh  
参考文献81 o=94H7@  
第5章超短脉冲光束成像83 Has}oe[  
5.1超短脉冲光束的产生83 h{o,
*QL  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 =e 1Q>~  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 n~ $S  
5.3.1圆孔87 Zs}h>$E5_B  
5.3.2圆屏91 GIYdI#0RC  
5.3.3锯齿孔92 ~sn3_6{  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 m4W(h6  
5.5薄透镜的点扩散函数95 <(TAA15Xol  
5.5.1色差效应96 a!6r&<s=E  
5.5.2降低色度的方法98 6'mZM=d  
5.5.3单点的时间相关图像100 @I
1*b>X~<  
5.6薄透镜的传递函数102 Q'cWqr  
5.6.1相干传递函数102 gktlwiCZ  
5.6.2光学传递函数105 ^F?B_'  
参考文献108 K!(WcoA&2i  
第6章高数值孔径物镜成像109 20$Tky_  
6.1高数值孔径物镜的影响109 gO*Gf2AG  
6.2德拜理论111 dk1q9Tx  
6.2.1德拜近似111 65@GXn[W_  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 jxW/"Q   
6.2.3傍轴近似114 ?$;&DoE  
6.3切趾函数115 %r6_['T  
6.3.1正弦条件116 q2|z \  
6.3.2赫歇尔条件118 OY|9V  
6.3.3均匀投影条件119 jX'pUO  
6.3.4亥姆霍兹条件119 ()8=U_BFz  
6.4传递函数120 
\Qv:7;?  
6.4.1相干传递函数120 7o+VhW<|5  
6.4.2光学传递函数122 =&-.]|t  
6.5矢量德拜理论124 @o@SU"[?_  
6.5.1矢量德拜积分124 q4@+Pi)  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 NI:OL  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 bg9_$laDi  
6.6.1单电介质界面129 &{WEtaXaa  
6.6.2多介质界面132 ?vD<_5K;I  
参考文献134 P*Jk 8MK#G  
第7章有像差成像135 ^cW{%R>XY  
7.1有像差的衍射积分135 { ~{D(k  
7.1.1存在像差的德拜积分135 3- d"-'k  
7.1.2斯特列尔强度137 p+Bvfn  
7.2像差函数的展开138 p8F$vx4,  
7.2.1位移定理138 v(sS$2J|}  
7.2.2泽尼克圆多项式138 # 6?2 2Os  
7.3初级像差139 N/0Q`cQ-  
7.3.1初级像差的定义139 #Sg/  
7.3.2初级像差的表示140 YP"%z6N@v  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 &,XPMT  
7.4初级像差的容限条件146 1Ogtzf  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 U!"RfRD.<  
7.4.2马雷查尔判据146 },5LrX`L  
7.5折射率不匹配引起的像差147 n#GHa>p.-  
7.5.1介质界面引起的球差147 \n#l+
R23  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 XxB%  
7.6物镜管长变化导致的球差151 8BS$6Pa  
参考文献152 r 3T#Nv  
附录A傅里叶变换153 MS|1Q@S9  
A.1一维傅里叶变换153 E9 #o0Di  
A.2二维傅里叶变换154
zS?}3#g0u  
A.3三维傅里叶变换154 jP3~O  
A.4傅里叶变换定理156 ^=cXL  
附录B汉克尔变换158 L(`q3>iC4.  
附录CDelta函数160 8p~[8}  
索引162 b;mpZ|T.  
OnW,R3eg