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。 ;26a8g(  
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目录 IVzJ|  
中译本序 BT: =  
原书前言 WEFYV=I\  
第1章引言1 [h""
AJ~t  
1.1光学成像理论的*新进展1 RWP`#(&/&  
1.2本书内容概述2 ]sE~gro  
参考文献4 IFlDw}M!9  
第2章衍射理论5 R9f*&lj  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 5?kJ]:  
2.1.1衍射的描述5 }\|$8~  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 51;V#@CsQ  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 \`;FL\1+W  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 B_i@D?bTD  
2.2.1格林函数8 <_=a1x  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 U 3aY =8B  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 4.$<o/M  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 &, hhH_W  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 mk~&>\  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 v T2YX5k&,  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 !e*Q2H+  
2.3.3徳拜近似14 
Bf~  
2.4傍轴近似14 r@5_LD@f  
2.4.1菲涅耳近似15 ;Xk-hhR  
2.4.2夫琅禾费近似16 %Ui&SZ\  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 /)ps_gM  
2.5.1圆孔衍射17 fWhwI+  
2.5.2圆屏衍射19 xgn@1.}G  
2.5.3锯齿孔径衍射21 aFjcyD  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 1Y6<i8  
参考文献26 |&`NB|  
第3章点扩散函数28 <f%JZ4p*  
3.1透镜的透过率28 `*mctjSN  
3.2透镜的衍射30 K??%Qh5l+C  
3.2.1圆透镜32 =hxj B*")  
3.2.2环形透镜36 N`1:U 4}  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 8ME_O~,N  
3.3相干像的形成38 *&9_+F8ly  
3.3.1透镜成像规律40 vQ>x5\r5O_  
3.3.2散焦效应42 kA1]o  
3.3.3阿贝成像理论44 wkOo8@J\  
3.4空间不变特性47 8u Tq0d6(  
3.5非相干成像51 }J73{  
参考文献52 OJPxV~y  
第4章传递函数分析53 U+>!DtOYK  
4.1传递函数介绍53 CMB:%  
4.2相干传递函数57 3[B*l@}j  
4.3光学传递函数60 De%WT:v  
4.3.1圆透镜61 ];i-d7C  
4.3.2环形透镜64 fw$/@31AP?  
4.4三维传递函数的投影与截面65 ,l^; ZE  
4.4.1厚平面物体65 bO]^TRai
J  
4.4.2薄物体66 Pz7{dQqjk#  
4.4.3线物体67 F$QN>wPpM  
4.4.4点物体68 =># S7=  
4.5聚焦和轴上传递函数69 T4dLuJl  
4.5.1聚焦传递函数69 Aw9se"d  
4.5.2轴上传递函数71 ^BIB'/Kh)  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 n[8ju,=  
4.7空间滤波原理及应用74 zs|R#?a=  
4.7.1正弦光栅图像76 )#n0~7 &  
4.7.2相衬图像77 )w(
-Xc?P  
4.7.3光学数据处理78 Wj.f
$U4  
4.7.4其他的空间滤波器80 Dg3Sn|!f  
参考文献81 1;?n]L`T  
第5章超短脉冲光束成像83 Ss6mN;&D  
5.1超短脉冲光束的产生83 CB_ww=  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 Oya:{d&=  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 piKYO+;W'  
5.3.1圆孔87 4>eY/~odq]  
5.3.2圆屏91 RnC96"";R.  
5.3.3锯齿孔92 z(b0U6)qQ  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 0NrUB  
5.5薄透镜的点扩散函数95 2z+Vt_%  
5.5.1色差效应96 *"Yz"PK  
5.5.2降低色度的方法98 {:BAh5e|  
5.5.3单点的时间相关图像100 P
DQC^2Z  
5.6薄透镜的传递函数102 3Kuu9<0  
5.6.1相干传递函数102 V'?bZcRr~  
5.6.2光学传递函数105 |s[kY  
参考文献108 Gu[G_^>  
第6章高数值孔径物镜成像109 &XAG| #  
6.1高数值孔径物镜的影响109 ;D.a |(Q  
6.2德拜理论111 h6J0b_3h4  
6.2.1德拜近似111 g(Q
)fw  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 <%w)EQf4m  
6.2.3傍轴近似114 uc;1{[5`1q  
6.3切趾函数115 r+%:rFeX  
6.3.1正弦条件116 K8`Jl=}z%&  
6.3.2赫歇尔条件118 u
~SvR~OE  
6.3.3均匀投影条件119 c1 aCN  
6.3.4亥姆霍兹条件119 xPMTmx?2  
6.4传递函数120 7|Z=#3INw  
6.4.1相干传递函数120 mp]}-bR)  
6.4.2光学传递函数122 EGpN@  
6.5矢量德拜理论124 (Z(O7X(/  
6.5.1矢量德拜积分124 D>Ij  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 }]O* yFR{j  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 Y'K+O  
6.6.1单电介质界面129 c#o(y6  
6.6.2多介质界面132 .axJ'*~W  
参考文献134 }nh!dVA8lh  
第7章有像差成像135 u\-
WArntc  
7.1有像差的衍射积分135 aY`qbJy  
7.1.1存在像差的德拜积分135 H'2&
3v
 
7.1.2斯特列尔强度137 o[Ojl.r<  
7.2像差函数的展开138 B=)&43)\  
7.2.1位移定理138 {2jetX`@h  
7.2.2泽尼克圆多项式138 99W-sV  
7.3初级像差139 9vIqGz-o  
7.3.1初级像差的定义139 }U <T>0  
7.3.2初级像差的表示140 #?=?<"*j  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 W)F<<B,  
7.4初级像差的容限条件146 Y2lBQp8'|  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 $ZnLYuGb  
7.4.2马雷查尔判据146 Dsq_}6l{  
7.5折射率不匹配引起的像差147 K>
%}m,  
7.5.1介质界面引起的球差147 RNa59b  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 >4I,9TO  
7.6物镜管长变化导致的球差151 4#<r}j12z  
参考文献152 i/Zv@GF  
附录A傅里叶变换153 Vyy;mEBg  
A.1一维傅里叶变换153 YY{0WWua  
A.2二维傅里叶变换154 x<&2`=  
A.3三维傅里叶变换154 VN3"$@-POK  
A.4傅里叶变换定理156 kH;DAphk  
附录B汉克尔变换158 6(#fGH&[  
附录CDelta函数160 Q=B>Q  
索引162 k OYF]^uJ  
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