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。 la`"$f  
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目录 !gJzg*{u@  
中译本序 rKIRNc#d  
原书前言 bd{\{[^S!  
第1章引言1 m1y `v"  
1.1光学成像理论的*新进展1 zbg+6qs})  
1.2本书内容概述2 PUKVn+h  
参考文献4 AY;<q$8j%,  
第2章衍射理论5 xB,/dMdTj  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 2Fq=jOA)z$  
2.1.1衍射的描述5 O{BW;Deo  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 Tzf$*Uje3  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 ' &N20w  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 +wAp,Xr  
2.2.1格林函数8 [yF^IlSs  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 +.K*n&  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 2Pz5f  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 +C5#$5];  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 eI?HwP{m  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ?FDJqJM  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 W
L/5 oj  
2.3.3徳拜近似14 3P`WPph  
2.4傍轴近似14 ZQ|gt*  
2.4.1菲涅耳近似15 #/s7\2  
2.4.2夫琅禾费近似16 =h7[E./U1  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 !mae^A1  
2.5.1圆孔衍射17 5\3 swP_7  
2.5.2圆屏衍射19 E4Zxv*  
2.5.3锯齿孔径衍射21 AoU_;B\b%  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ``6{T1fQS  
参考文献26 4znH$M>bU  
第3章点扩散函数28 $E@ouX?  
3.1透镜的透过率28 RUqO!s~#rY  
3.2透镜的衍射30 n{$}#NdV  
3.2.1圆透镜32 BjB&[5?z  
3.2.2环形透镜36 Lz?*B$h  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 1wlVz#f.  
3.3相干像的形成38 y:C)%cv}*  
3.3.1透镜成像规律40 bl`D+/V   
3.3.2散焦效应42 Qxky^:B  
3.3.3阿贝成像理论44 !YY6o V  
3.4空间不变特性47 zF?31\GOX  
3.5非相干成像51 '9"%@AFxZ  
参考文献52 3?  };
 
第4章传递函数分析53 "&Gw1.p  
4.1传递函数介绍53 #)FDl70S8  
4.2相干传递函数57 |SxMN%M
!  
4.3光学传递函数60 F:S"gRKz  
4.3.1圆透镜61 R qnWtE  
4.3.2环形透镜64 TqXge{r  
4.4三维传递函数的投影与截面65 PY2[S[  
4.4.1厚平面物体65 dDo6fP2  
4.4.2薄物体66 _TrZ'iL}T  
4.4.3线物体67 7MoR9,(  
4.4.4点物体68 5 >'6
6gZ  
4.5聚焦和轴上传递函数69 t@6w$5:}  
4.5.1聚焦传递函数69 1*L^^%w  
4.5.2轴上传递函数71 tg3zXJ4k_  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 pL8H8kn  
4.7空间滤波原理及应用74 )U]:
9)  
4.7.1正弦光栅图像76 <r_3obRC  
4.7.2相衬图像77 Q*Y4m8wY  
4.7.3光学数据处理78 J}:&eS  
4.7.4其他的空间滤波器80 k{_1r;  
参考文献81 C0gfJ~M)  
第5章超短脉冲光束成像83 \|blRm;  
5.1超短脉冲光束的产生83 )dqR<)  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 ?vMK'"  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 "oHp.$+K  
5.3.1圆孔87 /9P^{OZ;y  
5.3.2圆屏91 ::v;)VdX+*  
5.3.3锯齿孔92 b/z'`?[  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 re]%f"v:5  
5.5薄透镜的点扩散函数95 1k$2LQ  
5.5.1色差效应96 lK "'nLL  
5.5.2降低色度的方法98 'J2ewW5  
5.5.3单点的时间相关图像100 mZ]P[lQ'5  
5.6薄透镜的传递函数102 c!.=%QY
 
5.6.1相干传递函数102 33*^($bE&  
5.6.2光学传递函数105 #]k0Z~Bl  
参考文献108 FMoJ"6Q  
第6章高数值孔径物镜成像109 y2U/$%B)G  
6.1高数值孔径物镜的影响109 fn3*2  
6.2德拜理论111 h]<GTWj  
6.2.1德拜近似111 oN_S}o  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 " 98/HzR  
6.2.3傍轴近似114 m\_+)eI|  
6.3切趾函数115 sf fV.cC`  
6.3.1正弦条件116 ,?Ok[G!cm  
6.3.2赫歇尔条件118 $K`_ K#A  
6.3.3均匀投影条件119 &Q2NU$  
6.3.4亥姆霍兹条件119 rFf:A-#l  
6.4传递函数120 u
.$Ym
  
6.4.1相干传递函数120 cZ6?P`X  
6.4.2光学传递函数122 T:be 9 5!,  
6.5矢量德拜理论124 3Wjq>\  
6.5.1矢量德拜积分124 TViBCed40  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 v hRu`Yb  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 ,m2A p\l  
6.6.1单电介质界面129 izXbp02  
6.6.2多介质界面132 =g/4{IL%  
参考文献134 $Vo/CZW7  
第7章有像差成像135 bjuYA/w<  
7.1有像差的衍射积分135 >?^~s(t  
7.1.1存在像差的德拜积分135 h1n*WQ-  
7.1.2斯特列尔强度137 mYntU^4f  
7.2像差函数的展开138 yb[{aL^4%  
7.2.1位移定理138 FX{~"  
7.2.2泽尼克圆多项式138 YI L'YNH  
7.3初级像差139 )C'G2RV  
7.3.1初级像差的定义139 H0: iYHu  
7.3.2初级像差的表示140  fn4=  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 -0{T
 
7.4初级像差的容限条件146 P]|J?$1K  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146
x*NqA(r  
7.4.2马雷查尔判据146 t8L<x  
7.5折射率不匹配引起的像差147 K4iI:  
7.5.1介质界面引起的球差147 hfJrQhmE  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 pGO|~:E/L  
7.6物镜管长变化导致的球差151 Mi;}.K0J  
参考文献152 /p[|DJoM  
附录A傅里叶变换153 CkmlqqUHC  
A.1一维傅里叶变换153 6\; 4 4,3  
A.2二维傅里叶变换154 "9c.CI  
A.3三维傅里叶变换154 sjkWz2]S  
A.4傅里叶变换定理156 pYYqGv^oa  
附录B汉克尔变换158 qFV;n
6&V  
附录CDelta函数160 aQz|!8Is  
索引162 i58ZV`Rk`  
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