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。 o>\o=%D.a  
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目录 _$i
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中译本序 8kT`5`}lB  
原书前言 5GbC}y>  
第1章引言1 @MO/LvD  
1.1光学成像理论的*新进展1 =YY 7V!  
1.2本书内容概述2 P1ak>T*#2  
参考文献4 quRTA"!E  
第2章衍射理论5 1>Q4&1Vn  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 qP]1}-  
2.1.1衍射的描述5 3~:9ZWQ/  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 'qJ0338d#U  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 9}5o> iR  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 0o!mlaU#  
2.2.1格林函数8 @qEUp7W.?  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 .wB'"z8L  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 <Xw\:5 F<7  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ]kd:p*U6P  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 SEVB.;  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 F^81?Fi.  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 me@)kQ8M  
2.3.3徳拜近似14 aYn5AP'PH  
2.4傍轴近似14 Jv}&8D  
2.4.1菲涅耳近似15 M.+h3<%^  
2.4.2夫琅禾费近似16 )qe rA  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 5Dzf[V^]`  
2.5.1圆孔衍射17 &8?O ~X=/  
2.5.2圆屏衍射19 t YxN^VqU  
2.5.3锯齿孔径衍射21 0TZB}c#qT  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 i%[+C  
参考文献26 FzNj':D  
第3章点扩散函数28 X9ZHYlr+Q  
3.1透镜的透过率28 '6; {DX  
3.2透镜的衍射30 IqiU  
3.2.1圆透镜32 /l_u $"  
3.2.2环形透镜36 hQ'W7EF  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Vl;zd=  
3.3相干像的形成38 d::9,~  
3.3.1透镜成像规律40
ja9=b?]0,  
3.3.2散焦效应42 |1zfXG,R  
3.3.3阿贝成像理论44 8i5S }  
3.4空间不变特性47 `So/G  
3.5非相干成像51 [$;cjys  
参考文献52 ,H%[R+)  
第4章传递函数分析53 8d_J9Ho  
4.1传递函数介绍53 OF03]2j7<|  
4.2相干传递函数57 9!FU,4 X
 
4.3光学传递函数60 drc-5{M  
4.3.1圆透镜61 (Gw*xsn1  
4.3.2环形透镜64 YC')vv3o(  
4.4三维传递函数的投影与截面65 $v #  
4.4.1厚平面物体65 ]tf`[bINP  
4.4.2薄物体66 NU3TXO  
4.4.3线物体67 4\5i}MIS0  
4.4.4点物体68 zjh:jrv~  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ZuybjV1/f6  
4.5.1聚焦传递函数69 H(gY=  
4.5.2轴上传递函数71 ^2);*X>  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 @6|<c  
4.7空间滤波原理及应用74 v0VQ4>  
4.7.1正弦光栅图像76 Rk7F;2  
4.7.2相衬图像77 U[02$gd0l  
4.7.3光学数据处理78 ~T
sRUT  
4.7.4其他的空间滤波器80 {kw%7}!  
参考文献81 :"MHmm=uU8  
第5章超短脉冲光束成像83 /,\U*'-  
5.1超短脉冲光束的产生83 tjt^R$[@  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 kmX9)TMVO  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 )obgEJ7Y`l  
5.3.1圆孔87 &
+&@;2  
5.3.2圆屏91 w;yzgj:n&f  
5.3.3锯齿孔92 $y&W:  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 f}"eN/T  
5.5薄透镜的点扩散函数95 G{]RC^Zo  
5.5.1色差效应96 i@.Tv.NZ  
5.5.2降低色度的方法98 ch:rAx  
5.5.3单点的时间相关图像100 &R?`QB2/  
5.6薄透镜的传递函数102 =PciL
h
 
5.6.1相干传递函数102
kl]MP}wc  
5.6.2光学传递函数105 /AADFa  
参考文献108 n@x
Q-v  
第6章高数值孔径物镜成像109 %4),P(4N  
6.1高数值孔径物镜的影响109 J@2wPKh?Yp  
6.2德拜理论111 `BKb60  
6.2.1德拜近似111 DqT<bNR1*;  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 w2UEU5%  
6.2.3傍轴近似114 RrvC}9ar  
6.3切趾函数115 `(h
^z>%  
6.3.1正弦条件116 ^!\AT!
OT  
6.3.2赫歇尔条件118 38D5vT)n  
6.3.3均匀投影条件119 tp}/>gU!  
6.3.4亥姆霍兹条件119 NI#]#yM+  
6.4传递函数120 6ICW>#fI`  
6.4.1相干传递函数120 erW2>^My  
6.4.2光学传递函数122 s$isDG#Sr  
6.5矢量德拜理论124 uR :EH.K  
6.5.1矢量德拜积分124 y;Cs#eo  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 mf$YsvPq*+  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 oG1zPspL  
6.6.1单电介质界面129 '"E!av>  
6.6.2多介质界面132 qvSYrnpn  
参考文献134 ;W|NG3_y  
第7章有像差成像135 cJaA*sg  
7.1有像差的衍射积分135 pT->qQ3;  
7.1.1存在像差的德拜积分135 ;7qIm83  
7.1.2斯特列尔强度137 !(F?`([A  
7.2像差函数的展开138 zUL,~u  
7.2.1位移定理138 M,_ $s,  
7.2.2泽尼克圆多项式138 j=irx5:  
7.3初级像差139 2I [zV7 @t  
7.3.1初级像差的定义139 P0}{xq'k9v  
7.3.2初级像差的表示140 ?&#LmeZ}K  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 F-wAQ:  
7.4初级像差的容限条件146 88v8lt;R  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 3 R
+e  
7.4.2马雷查尔判据146 }+n|0xK  
7.5折射率不匹配引起的像差147 u_$4xNmQ  
7.5.1介质界面引起的球差147 Kh\ 7%>K#  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 Pgr2S I  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ]|tg`*l!>  
参考文献152 I?}jf?!oM  
附录A傅里叶变换153 xyL)'C  
A.1一维傅里叶变换153 B4RrUA32  
A.2二维傅里叶变换154 ]}!@'+=  
A.3三维傅里叶变换154 G-
T^1?  
A.4傅里叶变换定理156 &M}X$k I  
附录B汉克尔变换158 +Pb:<WT}%  
附录CDelta函数160 W
:]2Tp  
索引162 HK/WO jr  
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