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。 \HxT@UQ)~  
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目录 `18qbot  
中译本序 0bceI  
原书前言 jSD#X3qp  
第1章引言1 ?*[N_'2W+  
1.1光学成像理论的*新进展1 AF;)#T<  
1.2本书内容概述2 s:>VaGC  
参考文献4 Y>|B;Kj0(  
第2章衍射理论5 KyVQh8  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 X[*<NN  
2.1.1衍射的描述5 QwNly4  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 9oRy)_5Z(=  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 RkH W  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 Q3n,)M[N  
2.2.1格林函数8 SN9kFFIPb=  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 M>wYD\oeg  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 5A)2} D]  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ~Sg5:T3  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 v~f HYa>  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 prC;L*~8  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 F3N?Nk/  
2.3.3徳拜近似14 35Ij ..z0  
2.4傍轴近似14 oI0M%/aM  
2.4.1菲涅耳近似15 nno}e/zqf  
2.4.2夫琅禾费近似16 r54&XE]O  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 @oNH@a j%  
2.5.1圆孔衍射17 Od)Uv1  
2.5.2圆屏衍射19 #X%~B'  
2.5.3锯齿孔径衍射21 bx#>BK!  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ?x$
"+,  
参考文献26 Lz
`E;k^  
第3章点扩散函数28 #ZJ _T`l  
3.1透镜的透过率28 #zG&|<hc  
3.2透镜的衍射30 MuYk};f  
3.2.1圆透镜32 ZOft.P O  
3.2.2环形透镜36 &v$rn#l  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 8>trS=;n  
3.3相干像的形成38 K{x\4  
3.3.1透镜成像规律40 $yn];0$J  
3.3.2散焦效应42 ~qcNEl\-y  
3.3.3阿贝成像理论44 (X $=Q6  
3.4空间不变特性47 W^0w  
3.5非相干成像51 R}G4rO-J  
参考文献52 3*]eigi)  
第4章传递函数分析53 H35S#+KX  
4.1传递函数介绍53 VvvRRP^q  
4.2相干传递函数57 9%8"e>~  
4.3光学传递函数60 B( ]M&  
4.3.1圆透镜61 J4QXz[dG  
4.3.2环形透镜64 8qY79)vD4E  
4.4三维传递函数的投影与截面65 w zYzug  
4.4.1厚平面物体65 33o9Yg|J~  
4.4.2薄物体66 \.C+ue  
4.4.3线物体67 cQ/5
qg  
4.4.4点物体68 1e(E:_t  
4.5聚焦和轴上传递函数69 t#Z-mv:(  
4.5.1聚焦传递函数69 w&$`cD  
4.5.2轴上传递函数71 j.C`U(n}`  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 J5di[nu  
4.7空间滤波原理及应用74 bP8Sj16q  
4.7.1正弦光栅图像76 ql<i]Y  
4.7.2相衬图像77 (*Z)(O*z  
4.7.3光学数据处理78 9)y/:sO<P  
4.7.4其他的空间滤波器80 >7wOoK|1'  
参考文献81 !2 LCLN\  
第5章超短脉冲光束成像83 NhfJ30~  
5.1超短脉冲光束的产生83 @E^~$-J5j  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 ?p9VO.^5  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 E%+Dl=  
5.3.1圆孔87 {HL3<2=o  
5.3.2圆屏91 +vYoB$!  
5.3.3锯齿孔92 :j5n7s?&=y  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 &+a9+y  
5.5薄透镜的点扩散函数95 qHsUP;7  
5.5.1色差效应96 Ager$uC  
5.5.2降低色度的方法98 U1@IX4^2`  
5.5.3单点的时间相关图像100 y)F;zW<+  
5.6薄透镜的传递函数102 n1qQ+(xC  
5.6.1相干传递函数102 D;oe2E{I  
5.6.2光学传递函数105 x4g3rmp  
参考文献108 H9KKed47d/  
第6章高数值孔径物镜成像109 hhSy0  
6.1高数值孔径物镜的影响109 dA-2%uJ  
6.2德拜理论111 p`mS[bxv!  
6.2.1德拜近似111 stG~AC  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 6Se?sHC>  
6.2.3傍轴近似114 a#^B2  
6.3切趾函数115 G3{Q"^S"  
6.3.1正弦条件116 M^MdRu  
6.3.2赫歇尔条件118 TK5K_V*7  
6.3.3均匀投影条件119 4oK?-|=?  
6.3.4亥姆霍兹条件119

-#0qV:D  
6.4传递函数120 QZ4v/
Ou  
6.4.1相干传递函数120 /+8JCp   
6.4.2光学传递函数122 VOKZ dC-  
6.5矢量德拜理论124 P1zKsY,l$<  
6.5.1矢量德拜积分124 9)0D~oUi  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 x N=i]~  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 Dakoqke  
6.6.1单电介质界面129 &yGaCq;0  
6.6.2多介质界面132 8j Mk)-  
参考文献134 K2he4<  
第7章有像差成像135 L>MLi3{  
7.1有像差的衍射积分135 nS/)
P4z  
7.1.1存在像差的德拜积分135 /nyUG^5#{  
7.1.2斯特列尔强度137 eKgisY4#  
7.2像差函数的展开138 1lq(PGX)  
7.2.1位移定理138 if}-_E<F  
7.2.2泽尼克圆多项式138 pR `>b 3  
7.3初级像差139
q:l>O5  
7.3.1初级像差的定义139 aki_RG>U'  
7.3.2初级像差的表示140 `%CtWJ(e  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 :Nu^  
7.4初级像差的容限条件146 w<zIAQN  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 7Ok;Lt!x  
7.4.2马雷查尔判据146 g1XZ5P} f  
7.5折射率不匹配引起的像差147 [OHxonU  
7.5.1介质界面引起的球差147 "vXxv'0\f  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 8S>&WR%jH]  
7.6物镜管长变化导致的球差151 'I_Qb$  
参考文献152 I'PeN0T f  
附录A傅里叶变换153 7+]=-  
A.1一维傅里叶变换153 /[O(ea$U  
A.2二维傅里叶变换154 .^N/peUq  
A.3三维傅里叶变换154 g$HwxA9Gp/  
A.4傅里叶变换定理156 A
~Y^VEn  
附录B汉克尔变换158 D<|qaHB=  
附录CDelta函数160 }xBc0gr  
索引162 1v,Us5s<"6  
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