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。 6iAc@  
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目录 hH@o|!y  
中译本序 P.2.Ge|  
原书前言 bI6V &Dd  
第1章引言1 p|O-I&Xd  
1.1光学成像理论的*新进展1 XP Iu]F  
1.2本书内容概述2 2 3XAkpzp$  
参考文献4 ct4)faM  
第2章衍射理论5 9FR1Bruf  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 ^9m]KEucd7  
2.1.1衍射的描述5 +cp
lM5X  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 UY?]\4Om  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 H2tpP~!G  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 ]t!}D6p  
2.2.1格林函数8 ?PU(<A+  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 H9a3rA>  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 nm

%4L  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 uEi.nSp)S  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 8~L.6c5U  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 g he=mQ-  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 "8Wc\YDh  
2.3.3徳拜近似14 = ,E(!Sp  
2.4傍轴近似14 sNan"  
2.4.1菲涅耳近似15 eRWF7`HH+  
2.4.2夫琅禾费近似16 Fq\`1Ee{  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 otnY{r
*  
2.5.1圆孔衍射17 Nv$gKC6 ,G  
2.5.2圆屏衍射19 YdL1(|EdM  
2.5.3锯齿孔径衍射21 ;>x1)|n5  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 6W#F Ss~  
参考文献26 !5 :1'$d]H  
第3章点扩散函数28 4!b'%)  
3.1透镜的透过率28 ^eT>R,aB  
3.2透镜的衍射30 HFCFEamBMP  
3.2.1圆透镜32 5O;oo@A:[  
3.2.2环形透镜36 {]^%?]e  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 t6>Qe  
3.3相干像的形成38 RgzSaP;;  
3.3.1透镜成像规律40 oDiv9jm  
3.3.2散焦效应42 Spw=+z<<Ub  
3.3.3阿贝成像理论44
VlXy&oZ  
3.4空间不变特性47 dCJR,},\f  
3.5非相干成像51 /01(9(  
参考文献52 w+TuS).  
第4章传递函数分析53 )k<~}wvQ0  
4.1传递函数介绍53 l4.@YYzbp.  
4.2相干传递函数57 \\pyu]z  
4.3光学传递函数60 u2Z^iY  
4.3.1圆透镜61 [tw<TV"\  
4.3.2环形透镜64 n'(n4qH2#s  
4.4三维传递函数的投影与截面65 9%'HB\A  
4.4.1厚平面物体65 thboHPml{  
4.4.2薄物体66 *[/Xhx"  
4.4.3线物体67 4!RI2?4V  
4.4.4点物体68 ,OFr]74\  
4.5聚焦和轴上传递函数69 6L% R@r
 
4.5.1聚焦传递函数69 UDqKF85H  
4.5.2轴上传递函数71 K`Zb;R X  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 \}Kp=8@nE  
4.7空间滤波原理及应用74 T%#P??k  
4.7.1正弦光栅图像76 RloPP  
4.7.2相衬图像77 5|={1Lp24g  
4.7.3光学数据处理78 D`@U[`Sw  
4.7.4其他的空间滤波器80 SPm5tU  
参考文献81 hl~F1"q)  
第5章超短脉冲光束成像83 +s 0
Bt '  
5.1超短脉冲光束的产生83 <(lSNGv5N  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 'r <BaL  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 u:kY4T+Z  
5.3.1圆孔87 ?)<XuMh  
5.3.2圆屏91 =ZL}Av}  
5.3.3锯齿孔92 E|#R0n*  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 rKO*A7vE  
5.5薄透镜的点扩散函数95 gQt@xNO  
5.5.1色差效应96 l\y*wr`  
5.5.2降低色度的方法98 +>%+r  
5.5.3单点的时间相关图像100 oD2;Tdk  
5.6薄透镜的传递函数102 JF=ABJ=  
5.6.1相干传递函数102 r6_a%A*  
5.6.2光学传递函数105 8"rX;5 vP  
参考文献108 7VBw@Rh  
第6章高数值孔径物镜成像109 tB?S0;yXjd  
6.1高数值孔径物镜的影响109 wx'Tv  
6.2德拜理论111 _cs9
R%  
6.2.1德拜近似111 D6:J*F&?  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 Hmd:>_[f  
6.2.3傍轴近似114 /Day5\Q#  
6.3切趾函数115 U2?gODh'  
6.3.1正弦条件116 muq|^Hfb  
6.3.2赫歇尔条件118 oU5mrS.7M!  
6.3.3均匀投影条件119 Ox'.sq4  
6.3.4亥姆霍兹条件119 N!~NQ-Re'  
6.4传递函数120 HwK "qq-  
6.4.1相干传递函数120 p~co!d.q/}  
6.4.2光学传递函数122 n?tAa|_  
6.5矢量德拜理论124 zSXC  
6.5.1矢量德拜积分124 [63;8l
}  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 pa73`Ca]  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 >Tx;<G  
6.6.1单电介质界面129 =^M t#h."  
6.6.2多介质界面132 JOq<lb=  
参考文献134 4!qDG+m  
第7章有像差成像135 vw;  
7.1有像差的衍射积分135 _q$fw&  
7.1.1存在像差的德拜积分135 C(Y6t1  
7.1.2斯特列尔强度137 :.Sc[UI0  
7.2像差函数的展开138 g3rFJc  
7.2.1位移定理138 {`zF{AW8q  
7.2.2泽尼克圆多项式138 ~` hcgCi%  
7.3初级像差139 t"Hrn3w  
7.3.1初级像差的定义139 8hp]+k_y  
7.3.2初级像差的表示140 g7F Z -  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 :W.(,65c  
7.4初级像差的容限条件146 mjHY-lK  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 yBiwYk6  
7.4.2马雷查尔判据146 Tq8r SZi  
7.5折射率不匹配引起的像差147 ".ZiR7Z:$Y  
7.5.1介质界面引起的球差147 !m2k0|9  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 R<Tzt'z  
7.6物镜管长变化导致的球差151 U:e9Vq'N m  
参考文献152 }YO}LQ-|  
附录A傅里叶变换153 `pUArqf  
A.1一维傅里叶变换153 'wt|buu-H  
A.2二维傅里叶变换154 <k5~z(  
A.3三维傅里叶变换154 w(-n1oSo  
A.4傅里叶变换定理156 X_F=;XF/  
附录B汉克尔变换158 # GGmA.  
附录CDelta函数160 [\yI<^_
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索引162 Hd`RR3J  
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