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。 !wAT`0<94F  
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目录 }A#IBqf5  
中译本序 _P>YG<*"kQ  
原书前言 ;_<R
+w3-  
第1章引言1 B`*,L\LZ*  
1.1光学成像理论的*新进展1 ']_2@<XW)  
1.2本书内容概述2 }3pM,.  
参考文献4 Q;M\fBQO}&  
第2章衍射理论5 i"8mrWb  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5  T]#V  
2.1.1衍射的描述5 :^;c(>u{  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 }z3j7I  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 =2Y;)wrF  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 jr6_|(0 i6  
2.2.1格林函数8 VYvfx  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 A1WUK=P  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 c}(WniR-"  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 t@q'm.:uw<  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 &!!*xv-z  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 r*X,]\V0x  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 y<)TYr  
2.3.3徳拜近似14 T1LYJ]5  
2.4傍轴近似14 )2}R1K>  
2.4.1菲涅耳近似15
m'4f'tbN  
2.4.2夫琅禾费近似16 PwY/VGT  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 9}573M  
2.5.1圆孔衍射17 &w@]\7L,:  
2.5.2圆屏衍射19 +-9vrEB  
2.5.3锯齿孔径衍射21 D=tZ}_'{t  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 0I}e>]:I  
参考文献26 @"@a70WHk  
第3章点扩散函数28 D6 B-#u!M  
3.1透镜的透过率28 ;KeU f(tH  
3.2透镜的衍射30 FG?
Mc'r&  
3.2.1圆透镜32 kfy!T rf  
3.2.2环形透镜36 ."Ms7=  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 iD^,
O)b  
3.3相干像的形成38 _|k$[^ln^  
3.3.1透镜成像规律40 ] V D  
3.3.2散焦效应42 .;#T<S"  
3.3.3阿贝成像理论44 G6SgVaM  
3.4空间不变特性47 [ks_wvY:'  
3.5非相干成像51 Ni$'# W?t  
参考文献52 Q
eeV<  
第4章传递函数分析53 bIQ,=EA1  
4.1传递函数介绍53 b#j:)PA0C  
4.2相干传递函数57 k,h602(  
4.3光学传递函数60 3Ax'v|&Hg  
4.3.1圆透镜61 U82a]i0  
4.3.2环形透镜64 B(
Sy.n  
4.4三维传递函数的投影与截面65 Fs+tcr/\[  
4.4.1厚平面物体65 QX,$JM3  
4.4.2薄物体66 G0FzXtu)q  
4.4.3线物体67 BK$y>= `  
4.4.4点物体68 j3-YZKpg  
4.5聚焦和轴上传递函数69 n1[c\1  
4.5.1聚焦传递函数69 &kb`)F3nU  
4.5.2轴上传递函数71 P_bB{~$4  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 uF ?[H -y  
4.7空间滤波原理及应用74 m/HT3<F  
4.7.1正弦光栅图像76 Vl^(K_`(  
4.7.2相衬图像77 #3uv^m LGa  
4.7.3光学数据处理78 NvK9L.K  
4.7.4其他的空间滤波器80 F(")ga$r  
参考文献81 FU`(mQ*Yd  
第5章超短脉冲光束成像83 WQ|:TLQ  
5.1超短脉冲光束的产生83 ZOK!SBn^?  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 l#)X/(?;  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 P.~UUS  
5.3.1圆孔87 6BE
,L  
5.3.2圆屏91 )p&g!qA  
5.3.3锯齿孔92 u{1R=ML  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 K_Y-N!h  
5.5薄透镜的点扩散函数95 qF)J#$4;6  
5.5.1色差效应96 Im]@#X  
5.5.2降低色度的方法98 C{)1#<`  
5.5.3单点的时间相关图像100 XF`2*:7  
5.6薄透镜的传递函数102 ,p2UshOmd
 
5.6.1相干传递函数102 \;;M")$  
5.6.2光学传递函数105 2+]5}'M  
参考文献108 !R{IEray  
第6章高数值孔径物镜成像109 DE13x*2  
6.1高数值孔径物镜的影响109 -@Ap;,=  
6.2德拜理论111 1]xk:u4LA  
6.2.1德拜近似111 5eAZfe%H  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 .)E#*kLWR  
6.2.3傍轴近似114 IsXNAYj  
6.3切趾函数115 U~G7~L &m  
6.3.1正弦条件116 u=`H n-(  
6.3.2赫歇尔条件118 X$};K\I  
6.3.3均匀投影条件119  5"%.8P  
6.3.4亥姆霍兹条件119 LKN7Lkl  
6.4传递函数120 MGdzrcF  
6.4.1相干传递函数120 K)SWM3r  
6.4.2光学传递函数122 p.8bX  
6.5矢量德拜理论124 +IZ=E >a  
6.5.1矢量德拜积分124 nnlj#  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 !
$)reaS  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 .ARYCTyG  
6.6.1单电介质界面129 bWyimr&B  
6.6.2多介质界面132 "O$bq::(]e  
参考文献134 [8ZDMe  
第7章有像差成像135 q` S ~w  
7.1有像差的衍射积分135 $v>q'8d  
7.1.1存在像差的德拜积分135 5SFr E`  
7.1.2斯特列尔强度137 xj5TnE9^  
7.2像差函数的展开138 ^sv|m"  
7.2.1位移定理138 xU'z>y4V$  
7.2.2泽尼克圆多项式138 \p!UY3'  
7.3初级像差139 vNi;)"&*  
7.3.1初级像差的定义139 q@.>eB'92P  
7.3.2初级像差的表示140 >Eh U{@Y  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 j26i+Z  
7.4初级像差的容限条件146 rrIyZ@_d9  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 *qpFtBg  
7.4.2马雷查尔判据146 jUT`V ZK4&  
7.5折射率不匹配引起的像差147 hqRC:p#9  
7.5.1介质界面引起的球差147 zAB= >v  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 ?mMM{{%(.  
7.6物镜管长变化导致的球差151 lpi"@3  
参考文献152 YS3~sA  
附录A傅里叶变换153 :.PA(97xb  
A.1一维傅里叶变换153 RO3LZBL  
A.2二维傅里叶变换154 lpT&v;$`  
A.3三维傅里叶变换154 bH+NRNI]  
A.4傅里叶变换定理156 ]9!y3"..W{  
附录B汉克尔变换158 AKk=XAGW  
附录CDelta函数160 @Y0
ZW't  
索引162 Q#MB=:0{  
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