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。 g}hUCx(  
C[,h!  
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D]E=0+  
目录 bR7tmJ[)Z  
中译本序 _qE9]mU  
原书前言 d[?RL&hJO  
第1章引言1 Yuv=<V  
1.1光学成像理论的*新进展1 uM$b/3%s  
1.2本书内容概述2 1#N`elm  
参考文献4 8d*S9p,/  
第2章衍射理论5 GgEg(AT  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 <*J"
6x  
2.1.1衍射的描述5 F2zo !a8  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 FZgf"XM>  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 ,IhQ%)l  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 M;XU"8  
2.2.1格林函数8 N_ ODr]L  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 Vl$RMW@Ds  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 0 @#Jz#?  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 K_+M?ap_  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 ulALGzPh  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ,$!fyi[;C  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 +On2R&m  
2.3.3徳拜近似14 7d.H8C2  
2.4傍轴近似14 h*^JFZb  
2.4.1菲涅耳近似15 IsT}T}p,t  
2.4.2夫琅禾费近似16  zr ez*  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 r } Wdj  
2.5.1圆孔衍射17 GdC=>\]  
2.5.2圆屏衍射19 1;m?:|6K{  
2.5.3锯齿孔径衍射21 \#bi
wX  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 5xr2  
参考文献26 =,*/Ph&  
第3章点扩散函数28 c k[uvH   
3.1透镜的透过率28 }{:Jj/d p  
3.2透镜的衍射30 W ~MNst?  
3.2.1圆透镜32 R}(Rv3>Xx  
3.2.2环形透镜36 d3a!s  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 MX*4d{l  
3.3相干像的形成38 I[A<e]uK  
3.3.1透镜成像规律40 %l%ad-V  
3.3.2散焦效应42 {6LS$3}VM  
3.3.3阿贝成像理论44 lrPIXIM  
3.4空间不变特性47 q !}~c  
3.5非相干成像51 L|{vkkBo  
参考文献52 I5j|\ /Ht  
第4章传递函数分析53 !*DYdqQ/  
4.1传递函数介绍53 w:I!{iX
  
4.2相干传递函数57 xTG5VBv  
4.3光学传递函数60 YO.ddy*59  
4.3.1圆透镜61 KKk<wya&O  
4.3.2环形透镜64 pbh>RS=ri  
4.4三维传递函数的投影与截面65 b!-=L&V  
4.4.1厚平面物体65
'ym Mu}q  
4.4.2薄物体66 @}^VA9ULK  
4.4.3线物体67 w[vccARQ  
4.4.4点物体68 BSkmFd(*  
4.5聚焦和轴上传递函数69 nCV7(ldmH  
4.5.1聚焦传递函数69 uYO$gRem  
4.5.2轴上传递函数71 y:zNf?6&  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 ) F -8  
4.7空间滤波原理及应用74 tw 3zw`o:  
4.7.1正弦光栅图像76 OGH,K'l  
4.7.2相衬图像77 Cw!tB1D  
4.7.3光学数据处理78  ^[I>#U  
4.7.4其他的空间滤波器80 3 q
8S  
参考文献81 ,y0 &E8Z  
第5章超短脉冲光束成像83 U |eh  
5.1超短脉冲光束的产生83 d8Cd4qIXX  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 (uHyWEHt  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 e~he#o[%a  
5.3.1圆孔87 C!K&d,M  
5.3.2圆屏91 sWTa;Qi  
5.3.3锯齿孔92 $<VH~Q<  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 ijcF[bmE  
5.5薄透镜的点扩散函数95 a$iDn_{  
5.5.1色差效应96 Qo]qs+  
5.5.2降低色度的方法98 TrgKl2xfx  
5.5.3单点的时间相关图像100 N3Q .4? z9  
5.6薄透镜的传递函数102 2.{zfr  
5.6.1相干传递函数102 DgRn^gL{Q  
5.6.2光学传递函数105 B$OV^iwxK  
参考文献108 <v\$r2C*  
第6章高数值孔径物镜成像109 Q
Xa2qxTc  
6.1高数值孔径物镜的影响109 /Aw@26  
6.2德拜理论111 dBM{]@bZ  
6.2.1德拜近似111 <Pf4[q&wM  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 # dUi['  
6.2.3傍轴近似114 r|z B?9Q  
6.3切趾函数115 @d8Nr:  
6.3.1正弦条件116 0<<ATw$aQ  
6.3.2赫歇尔条件118 hVz]',  
6.3.3均匀投影条件119 )2^r 0(x  
6.3.4亥姆霍兹条件119 '19?  
6.4传递函数120 8B "^}y\0  
6.4.1相干传递函数120 +~==qLsU  
6.4.2光学传递函数122 '"hSX=  
6.5矢量德拜理论124 Y~r)WV!G  
6.5.1矢量德拜积分124 zt  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 jW^]N$>  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 ww+,GnV  
6.6.1单电介质界面129 M`9|8f,!a  
6.6.2多介质界面132 oBnes*  
参考文献134 8X? EB6=c  
第7章有像差成像135 ]W`M <hEI  
7.1有像差的衍射积分135 t,A=B(W  
7.1.1存在像差的德拜积分135 4B[uF/[  
7.1.2斯特列尔强度137 gL@]p  
7.2像差函数的展开138 4qd(a)NdY  
7.2.1位移定理138 LF
{8hC[  
7.2.2泽尼克圆多项式138 !4z vkJO  
7.3初级像差139 (6 RWI#  
7.3.1初级像差的定义139 @bAuR  
7.3.2初级像差的表示140 %Yg|QBm|  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 0\k{v  
7.4初级像差的容限条件146 +T,0,^*  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 tp"eXA0n  
7.4.2马雷查尔判据146 b`GKGqbJ  
7.5折射率不匹配引起的像差147 05jjLM'e  
7.5.1介质界面引起的球差147 `4Fw,:+e  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 kf95)iLo  
7.6物镜管长变化导致的球差151 IO2@^jup  
参考文献152 Da)_OJYE  
附录A傅里叶变换153 c:B` <   
A.1一维傅里叶变换153 M D&7k,!  
A.2二维傅里叶变换154 wq8&2(|Fc  
A.3三维傅里叶变换154 JZ> (h  
A.4傅里叶变换定理156 T}"[f/:N/  
附录B汉克尔变换158 2P=~6(  
附录CDelta函数160 {=,I>w]T|W  
索引162 q}z`Z/`/  
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