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。 xy3
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目录 AR6vc  
中译本序 g2<S
4  
原书前言 jyH_/X5i7  
第1章引言1 AHD%6 \$  
1.1光学成像理论的*新进展1 $[CA#AXE  
1.2本书内容概述2 y]4`d  
参考文献4 "$pgmf2  
第2章衍射理论5 Ht^2)~e~:  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 ZKPkx~,U[  
2.1.1衍射的描述5 Hbc&.W;g7[  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 Fh$&puF2  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 NT/B4'_@  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 0%NI- Zyo  
2.2.1格林函数8 X2?_lZ[\  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 .LR>&N_U  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 &)jZ|Q~  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 jUSr t)o03  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 T@Z{KV"S  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 9G/2^PI  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 wx5*!^&j  
2.3.3徳拜近似14  "1Aus  
2.4傍轴近似14 E2kRt'~N  
2.4.1菲涅耳近似15 't.F.t  
2.4.2夫琅禾费近似16 ZUW>{'[K  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 7e[\0:Z  
2.5.1圆孔衍射17 n`Iy7X  
2.5.2圆屏衍射19 h18y?e7MU  
2.5.3锯齿孔径衍射21 Kp8T;&<Iay  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 P[8N58#  
参考文献26 zR
FM/IYC  
第3章点扩散函数28 nW'x#0-  
3.1透镜的透过率28
K({,]<l5  
3.2透镜的衍射30 Lta\AN!
c  
3.2.1圆透镜32 m kf{_!TK  
3.2.2环形透镜36 yv4PK*  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 gj X1b
2  
3.3相干像的形成38 'FFc"lqj  
3.3.1透镜成像规律40 <U pjAuG8  
3.3.2散焦效应42 Fsj[J
E  
3.3.3阿贝成像理论44 %([H*sLX  
3.4空间不变特性47 xR`2+t&t  
3.5非相干成像51 :q1r2&ne  
参考文献52 CHI(\DXNs  
第4章传递函数分析53 0%+k>(@R  
4.1传递函数介绍53 ,m]q+7E  
4.2相干传递函数57 !;Nh7vG  
4.3光学传递函数60 K*FAngIB  
4.3.1圆透镜61 {2@96o2}  
4.3.2环形透镜64 \9QOrjiw  
4.4三维传递函数的投影与截面65 *$D-6}Oay  
4.4.1厚平面物体65 = g}yA=.  
4.4.2薄物体66 zUqDX{I8  
4.4.3线物体67 ht9b=1wd%s  
4.4.4点物体68 ?s
33x#  
4.5聚焦和轴上传递函数69 P$I\)Q H  
4.5.1聚焦传递函数69 C,hsr  
4.5.2轴上传递函数71 4/>={4Y9  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 O_^h 7   
4.7空间滤波原理及应用74 1PSb72h<  
4.7.1正弦光栅图像76 {H2i+"cF  
4.7.2相衬图像77 54w-yY  
4.7.3光学数据处理78 BUyA]  
4.7.4其他的空间滤波器80 m.1BLN[9  
参考文献81 6~>k]G  
第5章超短脉冲光束成像83 a~>h'}C>  
5.1超短脉冲光束的产生83 7!%"8Rl-  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 {8RGW0Y  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 9l]IE,u  
5.3.1圆孔87 X2v'9 x  
5.3.2圆屏91 o:<3n,T  
5.3.3锯齿孔92 e_V(G
  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 |e&Kg~~C  
5.5薄透镜的点扩散函数95 )K~nZLULY  
5.5.1色差效应96 7l3q~dQ  
5.5.2降低色度的方法98 mGvP9E"&  
5.5.3单点的时间相关图像100 `l#g`~L  
5.6薄透镜的传递函数102 n4johV.#  
5.6.1相干传递函数102 7ow1=%Q  
5.6.2光学传递函数105 +$5^+C\6A  
参考文献108 {wI0 =U  
第6章高数值孔径物镜成像109 n}{cs  
6.1高数值孔径物镜的影响109 l1WVt}  
6.2德拜理论111 {'!~j!1'j  
6.2.1德拜近似111 v<1;1m  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 p~IvkW>ln)  
6.2.3傍轴近似114 ^ a:F*<D  
6.3切趾函数115 qv\yQ&pj  
6.3.1正弦条件116 p<4':s;*  
6.3.2赫歇尔条件118 *Y Ox`z!R  
6.3.3均匀投影条件119 whCv9)x  
6.3.4亥姆霍兹条件119 v0=~PN~E  
6.4传递函数120 m='OnTeOE  
6.4.1相干传递函数120 ] ?(=rm9u  
6.4.2光学传递函数122 14RL++  
6.5矢量德拜理论124 Za w+  
6.5.1矢量德拜积分124 nj mE>2  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 16vfIUt
b  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 GcuZPIN%D  
6.6.1单电介质界面129
Lrq&k40
y  
6.6.2多介质界面132 $G3P3y: [  
参考文献134 bX,Z<BvbF  
第7章有像差成像135 0W> ",2|z  
7.1有像差的衍射积分135 RS~oSoAE  
7.1.1存在像差的德拜积分135 =#fqFL,  
7.1.2斯特列尔强度137 P}gh-5x  
7.2像差函数的展开138 vs~*=d27Pf  
7.2.1位移定理138 lxZXz JkqZ  
7.2.2泽尼克圆多项式138 h.nzkp5  
7.3初级像差139 ?W()Do1tR  
7.3.1初级像差的定义139 v;SJgZK  
7.3.2初级像差的表示140 a'BBp6  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 Sc&_6}K  
7.4初级像差的容限条件146 ''G@n*  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 aC*J=_9o#  
7.4.2马雷查尔判据146 _),@^^&x  
7.5折射率不匹配引起的像差147 Go4
l#6  
7.5.1介质界面引起的球差147 ;6?K&}J)-  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 8Xr"4;}f+  
7.6物镜管长变化导致的球差151 OR3TRa XD  
参考文献152 Xma0k3;-  
附录A傅里叶变换153 F>OYZOC]  
A.1一维傅里叶变换153 Liof
v4![  
A.2二维傅里叶变换154 4"{q|~&=:$  
A.3三维傅里叶变换154 ]#`bYh^y  
A.4傅里叶变换定理156 j.o)!SA  
附录B汉克尔变换158 ]l`DR4 =  
附录CDelta函数160 ~1p f ?  
索引162 Lxl?6wZ  
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