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。 {9*k \d/;  
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目录 x*2'I  
中译本序 U<H< !NV  
原书前言 |]8Hh>  
第1章引言1 ]S#m o  
1.1光学成像理论的*新进展1 4` zfrT^  
1.2本书内容概述2 ?oO<PR}y  
参考文献4 \<K@t=/ 6  
第2章衍射理论5 l2LUcI$ x  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 2dUVHu= +  
2.1.1衍射的描述5 rYYAZ(\8  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 |T@\-8Ok  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 C|W\qXCqu  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 TwZASn]o  
2.2.1格林函数8 ^q=D!g  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 bhWH  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 iI(7{$y  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 t^zmvPDK  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 x O~t  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 DHlCus=ic  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 }- P ='AyL  
2.3.3徳拜近似14 }^np  
2.4傍轴近似14 kLw
07&H  
2.4.1菲涅耳近似15 PA(XdT{  
2.4.2夫琅禾费近似16 b;XUv4~V  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17
 8DsXw@o  
2.5.1圆孔衍射17 D-<9kBZs  
2.5.2圆屏衍射19 0+P<
1ui  
2.5.3锯齿孔径衍射21 Zw`vPvb!  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 vhQIkB8  
参考文献26 ^ A`@g4!
 
第3章点扩散函数28 3j iSvrfI  
3.1透镜的透过率28 F qW[L>M'  
3.2透镜的衍射30 H=j&uv8  
3.2.1圆透镜32 l].Gz`L
 
3.2.2环形透镜36 b=Y:`&o=[  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 r-
];
@  
3.3相干像的形成38 TsB"<6@!AA  
3.3.1透镜成像规律40 |_^A$Hv  
3.3.2散焦效应42 >5Rcj(-&l  
3.3.3阿贝成像理论44 ;Xw'WMb*=  
3.4空间不变特性47 B8'e,9   
3.5非相干成像51 `Y~EL?
 
参考文献52 F.0
CJ
7s  
第4章传递函数分析53 8> -3G  
4.1传递函数介绍53 @rO4BTi>O  
4.2相干传递函数57 z!r-g(^G  
4.3光学传递函数60 Gx]J6Z8  
4.3.1圆透镜61 i,Q{Z@,  
4.3.2环形透镜64 jeM/8~^4-  
4.4三维传递函数的投影与截面65 1j7sJ" *  
4.4.1厚平面物体65 ^gK8 u]>  
4.4.2薄物体66 e /4{pe+,  
4.4.3线物体67 .%pbKi `  
4.4.4点物体68 cCoa3U/  
4.5聚焦和轴上传递函数69 $]Vvu{  
4.5.1聚焦传递函数69 w,t>M_(N  
4.5.2轴上传递函数71 Sf2pU!5n^  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 <{"]&bl  
4.7空间滤波原理及应用74 \[Dxg`;4  
4.7.1正弦光栅图像76 2$g3ABfV  
4.7.2相衬图像77 xsPE UK&g  
4.7.3光学数据处理78 wm$1LZ8o-`  
4.7.4其他的空间滤波器80 H|1owmbD  
参考文献81 fg
mIx  
第5章超短脉冲光束成像83 gdu8O!9)  
5.1超短脉冲光束的产生83 $ {iV]Xt  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 $:#{Y;d  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 `Eijy3>h  
5.3.1圆孔87 >>ncq$  
5.3.2圆屏91 =2 3H/  
5.3.3锯齿孔92 *h`%u8/{  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 Y 7a<3>  
5.5薄透镜的点扩散函数95 |,&5.|E 7  
5.5.1色差效应96 $R'  
5.5.2降低色度的方法98 F3aOKV^  
5.5.3单点的时间相关图像100 _\9|acFT2O  
5.6薄透镜的传递函数102 uz(3ml^S  
5.6.1相干传递函数102 -gWqq7O  
5.6.2光学传递函数105 -\b$5oa(  
参考文献108 XF`,m
V4  
第6章高数值孔径物镜成像109 SA| AS<  
6.1高数值孔径物镜的影响109 W3XVr&  
6.2德拜理论111 jb!R  
6.2.1德拜近似111 'Y ZYRFWXM  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 8Rgvb3u  
6.2.3傍轴近似114 &B</^:  
6.3切趾函数115 TsPx"+>7`  
6.3.1正弦条件116 7>Af"1$g  
6.3.2赫歇尔条件118 1<y|,  
6.3.3均匀投影条件119 yA8e"$  
6.3.4亥姆霍兹条件119 x-Kq=LFy.  
6.4传递函数120 Hl,.6>F?  
6.4.1相干传递函数120 z$VA]tI(  
6.4.2光学传递函数122 VOkEDH  
6.5矢量德拜理论124 jm_b3!J  
6.5.1矢量德拜积分124 1keH1[  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 IA\CBwiLj  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 JMMT886  
6.6.1单电介质界面129 gy Jx>i  
6.6.2多介质界面132 hPs7mnSW  
参考文献134 ~w&P]L\dB  
第7章有像差成像135 ? 1OZEzA!  
7.1有像差的衍射积分135 6*] g)m  
7.1.1存在像差的德拜积分135 bZ-"R 6a$  
7.1.2斯特列尔强度137 7q>Y)*V  
7.2像差函数的展开138 :u%Jrc(W  
7.2.1位移定理138 dE<}X7J%  
7.2.2泽尼克圆多项式138 7~2b4"&
 
7.3初级像差139 j4ARGkK5B  
7.3.1初级像差的定义139  k3[%pS  
7.3.2初级像差的表示140 y;)j  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 uQwKnD?F+e  
7.4初级像差的容限条件146 z|w@eQ",  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 1Na*7|  
7.4.2马雷查尔判据146 Y:GSjq  
7.5折射率不匹配引起的像差147 )ZU)$dJ>V  
7.5.1介质界面引起的球差147 v99gI%TA'  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 aZ[ aZU  
7.6物镜管长变化导致的球差151 LciSQ R!  
参考文献152 uSeRn@  
附录A傅里叶变换153 SLzxFuV  
A.1一维傅里叶变换153 ?#OGH`ZvkI  
A.2二维傅里叶变换154 6qW/Td|g  
A.3三维傅里叶变换154 -^C't_Q o  
A.4傅里叶变换定理156 |\yVnk!c  
附录B汉克尔变换158 mVJW"*}8  
附录CDelta函数160 O5:?nD  
索引162 [0M2`x4`  
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