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。 ta'{S=^j  
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目录 #o/  
中译本序 MaS"V`NI  
原书前言 R$Or&:E ^  
第1章引言1 )=]u]7p}  
1.1光学成像理论的*新进展1 Q6lC:cB<  
1.2本书内容概述2 <<5x"W(,  
参考文献4 T4lE-g2%M  
第2章衍射理论5 h.%)RW?  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 Y;dQLZCC  
2.1.1衍射的描述5 (n+FEE<  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 fDU_eyt/Z'  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 A<$w }Fy;  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 :*6#(MX  
2.2.1格林函数8 QRL+-)DMc  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 CL)*cu6zG  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 [d^ [Y:I'\  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 b Y^K)0+^s  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 :)eU)r"s4  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 $(=0J*ND"  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 }3DZ`8u  
2.3.3徳拜近似14 Fk*C8  
2.4傍轴近似14
zHu w[  
2.4.1菲涅耳近似15 &hco3HfW  
2.4.2夫琅禾费近似16 (l]_0-Z  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 |K,[[D<R  
2.5.1圆孔衍射17 qQ T^d  
2.5.2圆屏衍射19 5%K(tRc|  
2.5.3锯齿孔径衍射21 (S)jV0  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 OB5t+_s  
参考文献26 J7Y lmi  
第3章点扩散函数28 T_NN.Ol  
3.1透镜的透过率28 31)eDs  
3.2透镜的衍射30
p1`")$  
3.2.1圆透镜32 z1vSt[s  
3.2.2环形透镜36 kmZ  U;Z  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Vu1swq)l  
3.3相干像的形成38 hvo7T@*'  
3.3.1透镜成像规律40 r'E|6_0  
3.3.2散焦效应42 )~LqB
h  
3.3.3阿贝成像理论44 L+N;mI8  
3.4空间不变特性47 *\
"+/
 
3.5非相干成像51 N`xXH  
参考文献52 ^9`S`Bhp  
第4章传递函数分析53 U3OX
O1  
4.1传递函数介绍53 dm`:']?  
4.2相干传递函数57 <[Y@
<  
4.3光学传递函数60 /)/>/4O  
4.3.1圆透镜61 tuIQiWHbM  
4.3.2环形透镜64 vL ]z3  
4.4三维传递函数的投影与截面65 m(rd\3d  
4.4.1厚平面物体65 W%_Cda5,  
4.4.2薄物体66 y??^[ sB  
4.4.3线物体67 $dkkgsw7
 
4.4.4点物体68 ?j|i|WUD  
4.5聚焦和轴上传递函数69 -hpC8YS  
4.5.1聚焦传递函数69 =?oYEO7  
4.5.2轴上传递函数71 %XiF7<A&  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 m$!Ex}2  
4.7空间滤波原理及应用74 *DS>#x@3*i  
4.7.1正弦光栅图像76 OkfnxknZ|  
4.7.2相衬图像77 w3E#v&"=Y  
4.7.3光学数据处理78 ]G
H_;  
4.7.4其他的空间滤波器80 rcU*6`IWA  
参考文献81 wG}Rh,  
第5章超短脉冲光束成像83 ]3&BLq  
5.1超短脉冲光束的产生83 8h'*[-]70u  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 .z}*!   
5.3脉冲光束照射下的衍射87 dO!5`
]  
5.3.1圆孔87 LnlDCbF;!  
5.3.2圆屏91 4KnrQ-D  
5.3.3锯齿孔92 ka?EXF:  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 :/~TV   
5.5薄透镜的点扩散函数95 >^TcO  
5.5.1色差效应96 V PaW-o  
5.5.2降低色度的方法98 y@2$sK3K  
5.5.3单点的时间相关图像100 q:vc;y  
5.6薄透镜的传递函数102 !v68`l15  
5.6.1相干传递函数102 Gm.2!F=R4A  
5.6.2光学传递函数105 l0nm>ps'D  
参考文献108 rJw Ws  
第6章高数值孔径物镜成像109 vHM,_I{  
6.1高数值孔径物镜的影响109 ^udl&>  
6.2德拜理论111 Gzkvj:(V  
6.2.1德拜近似111 "?r_A*U  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 y41,T&ja  
6.2.3傍轴近似114 r31)Ed
$  
6.3切趾函数115 @*^%^ P  
6.3.1正弦条件116 U
n^3%=;  
6.3.2赫歇尔条件118 :`<ME/"YE  
6.3.3均匀投影条件119 )m<CmYr2  
6.3.4亥姆霍兹条件119 xjH({(/B>a  
6.4传递函数120 0.z\YTZ9  
6.4.1相干传递函数120 nk.j7tu  
6.4.2光学传递函数122 K6G+sBw[  
6.5矢量德拜理论124 R@A"U[*  
6.5.1矢量德拜积分124 i(an]%'v  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 2 i97  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 A?4s+A@Eg  
6.6.1单电介质界面129 v
18OUPPX  
6.6.2多介质界面132 vTq [Xe"  
参考文献134 ?AYb@&%  
第7章有像差成像135 y1_z(L;I  
7.1有像差的衍射积分135 Bh5z4  
7.1.1存在像差的德拜积分135 f <pJ_  
7.1.2斯特列尔强度137 -n~%v0D8c  
7.2像差函数的展开138 :]uz0s`>  
7.2.1位移定理138 :)DvZxHE@  
7.2.2泽尼克圆多项式138 BI:O?!:9)  
7.3初级像差139 Y^-D'2P]P  
7.3.1初级像差的定义139 |<!xD iB  
7.3.2初级像差的表示140 xV>sc;PEb  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 xM2UwTpW  
7.4初级像差的容限条件146 QQ\\:]iM  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 /4{IxQk  
7.4.2马雷查尔判据146 9?zi  
7.5折射率不匹配引起的像差147 *_H^]wNJG  
7.5.1介质界面引起的球差147 8[L]w^  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 Tu&W7aoX5  
7.6物镜管长变化导致的球差151 0P^&{ek+)  
参考文献152 X1FKcWv  
附录A傅里叶变换153 {VT**o  
A.1一维傅里叶变换153 ;&`6b:ug  
A.2二维傅里叶变换154 ^7iP!-w/  
A.3三维傅里叶变换154 NEW0dF&)  
A.4傅里叶变换定理156 vEC#W43l  
附录B汉克尔变换158 "9O8#i<Nr  
附录CDelta函数160 8T}Dn\f  
索引162 fir#5,*q|  
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