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。 n2&*5m&$  
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目录 {Q],rv|;  
中译本序 _+PiaJ&'  
原书前言 I^"ouM9}Q  
第1章引言1 zaWy7@?  
1.1光学成像理论的*新进展1 F: %-x=q  
1.2本书内容概述2 c'cK+32  
参考文献4 _DsA<SJ]  
第2章衍射理论5 FJ0Ity4u6  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 @_s`@,=  
2.1.1衍射的描述5 `G*7y7  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 (5- w>(  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 ]&6# {I-  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 _5TSI'@.4  
2.2.1格林函数8 ,Y *unk<S  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 FjRt'  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 <=.0 P/N  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 F.5'5%  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 e??tp]PLn  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 X`i'U7%I  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 mdjPKrF<  
2.3.3徳拜近似14 B1<:nl  
2.4傍轴近似14 Zjis0a]v~k  
2.4.1菲涅耳近似15 fkf69,+"]  
2.4.2夫琅禾费近似16 nOq?Q  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 *D`]7I~}  
2.5.1圆孔衍射17 a&:1W83  
2.5.2圆屏衍射19 :})(@.H  
2.5.3锯齿孔径衍射21 J{>9ctN  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 =k.:XblEe[  
参考文献26 >[t0a"  
第3章点扩散函数28 ?bFP'.  
3.1透镜的透过率28 cUW>`F(S  
3.2透镜的衍射30 ?LJ$:u  
3.2.1圆透镜32 *+(t2!yFmE  
3.2.2环形透镜36 UNLmnj;-Q  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 VB>KT(n-b  
3.3相干像的形成38 |;xm-AM4r  
3.3.1透镜成像规律40 wEju`0#;  
3.3.2散焦效应42 (w4w  
3.3.3阿贝成像理论44 q
5 eyle6  
3.4空间不变特性47 FY;\1bt<<  
3.5非相干成像51 =5:L#` .  
参考文献52 `=m[(CLb  
第4章传递函数分析53 V~#e%&73FH  
4.1传递函数介绍53 kk|7{83O  
4.2相干传递函数57 aq~>$CHa  
4.3光学传递函数60 w2*.3I,~)B  
4.3.1圆透镜61 9%fd\o@X  
4.3.2环形透镜64 '{]1!yMh  
4.4三维传递函数的投影与截面65 UN ;9h9  
4.4.1厚平面物体65 1.S7MSpTV  
4.4.2薄物体66 lMkDLobos  
4.4.3线物体67 WFWQ;U{|  
4.4.4点物体68 +'fy%/  
4.5聚焦和轴上传递函数69 R7)\wP*l5  
4.5.1聚焦传递函数69 _#[~?g`  
4.5.2轴上传递函数71 ed3d 6/%HR  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 +_^Rxx!XA  
4.7空间滤波原理及应用74 [3$L}m  
4.7.1正弦光栅图像76 fZQL!j4  
4.7.2相衬图像77 x"g-okLN  
4.7.3光学数据处理78 EY~b,MIL4  
4.7.4其他的空间滤波器80 DlC\sm  
参考文献81 D$X9xtT  
第5章超短脉冲光束成像83 Q6>7{\8l  
5.1超短脉冲光束的产生83 'u9,
L FO  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 R%gkRx[  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 !LGnh  
5.3.1圆孔87 $'Pn(eZHGv  
5.3.2圆屏91 ^b{-y  
5.3.3锯齿孔92 fPXMp%T!  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 $ghAC  
5.5薄透镜的点扩散函数95 n oW
jZ  
5.5.1色差效应96 hKkUsY=R  
5.5.2降低色度的方法98 c}XuzgSY  
5.5.3单点的时间相关图像100 D.7,xgH  
5.6薄透镜的传递函数102 {?2jvv  
5.6.1相干传递函数102 K&L9Ue  
5.6.2光学传递函数105 VSm[80iR0  
参考文献108 \R!.VL3Tx$  
第6章高数值孔径物镜成像109 Qu 7#^%=  
6.1高数值孔径物镜的影响109 Iw07P2  
6.2德拜理论111 >Xz=E0;^Ua  
6.2.1德拜近似111 3K{XT),  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 ^oZz,q
 
6.2.3傍轴近似114 'eM90I%(  
6.3切趾函数115 Z)V m,n
g  
6.3.1正弦条件116 FI.Ae/(U  
6.3.2赫歇尔条件118 wEQ7=Gyx  
6.3.3均匀投影条件119 $x5,Oen  
6.3.4亥姆霍兹条件119 4Sj;38F .1  
6.4传递函数120 
"o| f  
6.4.1相干传递函数120 8S8^sP  
6.4.2光学传递函数122 ?nVwT[  
6.5矢量德拜理论124 o0yyP,?yh  
6.5.1矢量德拜积分124 q,e{t#t  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 1/ZvcdYB  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 }"$2F0  
6.6.1单电介质界面129 ^*6So3
 
6.6.2多介质界面132 Yg @&@S]  
参考文献134 .,-,@ZK  
第7章有像差成像135 gKp5*  
7.1有像差的衍射积分135 WO}l&Q  
7.1.1存在像差的德拜积分135 B #[URZ9S  
7.1.2斯特列尔强度137 YN=dLr([<  
7.2像差函数的展开138 *8QES
F9  
7.2.1位移定理138 fG *1A\t]  
7.2.2泽尼克圆多项式138 tEU}?k+:j)  
7.3初级像差139 \hlQu{q.  
7.3.1初级像差的定义139 Gky e  
7.3.2初级像差的表示140 3CKd[=-Z  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 Ffvv8x  
7.4初级像差的容限条件146 xH,D bAC;  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 YsX&]4vzm  
7.4.2马雷查尔判据146 v?BVUH>#
9  
7.5折射率不匹配引起的像差147 Fi7G S;  
7.5.1介质界面引起的球差147 p"xti+2,  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 P^lzl:|  
7.6物镜管长变化导致的球差151 tQ,,krw~  
参考文献152 +*I'!)T^B  
附录A傅里叶变换153 U~;Rzoe)q*  
A.1一维傅里叶变换153 a{4Wg:  
A.2二维傅里叶变换154 Fwu:x.(  
A.3三维傅里叶变换154 6%jv|\>  
A.4傅里叶变换定理156 d9j+==S <  
附录B汉克尔变换158 uG5RE  
附录CDelta函数160 O^Y}fo'  
索引162 \d"uR@$3mG  
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