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。 ~Rs|W;  
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目录 Q7N4@w;e  
中译本序 
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原书前言 zb?wlfT  
第1章引言1 8v*>~E/0  
1.1光学成像理论的*新进展1 --Dw  
1.2本书内容概述2 o~NeS|a  
参考文献4 N`8!h:yL  
第2章衍射理论5 GH7{_@pv8  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 P qagep d  
2.1.1衍射的描述5 HsR#dp+s~  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 hIXGfvUy  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 h:z;b;  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 YRG+I GX  
2.2.1格林函数8 .sbU-_ij@U  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 ngsa
x1xO  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 >QE^KtZ  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 cEsBKaN
 
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 FT[oM<M\Xd  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 p0qQ(  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 'uo`-Y  
2.3.3徳拜近似14 8MX/GF;F  
2.4傍轴近似14 _a+0LTo".  
2.4.1菲涅耳近似15 ;wL*  
2.4.2夫琅禾费近似16
YUT"A{L  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 IywovN Tr  
2.5.1圆孔衍射17 7v?tSob:b  
2.5.2圆屏衍射19 S4qh8c  
2.5.3锯齿孔径衍射21 7@fd[  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 CV]PCq!  
参考文献26 Gxi;h=J2)>  
第3章点扩散函数28 Y@9L8XNP>  
3.1透镜的透过率28 E;VBoN [  
3.2透镜的衍射30 g"(N_sv?  
3.2.1圆透镜32 %b\xRt[0v7  
3.2.2环形透镜36 +A~lPXAXW  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37  7z<!2  
3.3相干像的形成38 pqMvYF  
3.3.1透镜成像规律40 }td+F&l($V  
3.3.2散焦效应42
4=o3ZRV  
3.3.3阿贝成像理论44 iUS379wM
}  
3.4空间不变特性47 n
\,TW&3  
3.5非相干成像51 2Mu-c:1  
参考文献52 .7ahz8v  
第4章传递函数分析53 kgr:85  
4.1传递函数介绍53 n 8AND0a1C  
4.2相干传递函数57 7 aDI6G  
4.3光学传递函数60 Ct}"o  
4.3.1圆透镜61 K8|6r|x  
4.3.2环形透镜64 ]DmqhK`  
4.4三维传递函数的投影与截面65 i$"FUC~'  
4.4.1厚平面物体65 R3?~+y&  
4.4.2薄物体66 PO&xi9_  
4.4.3线物体67 ;2L=WR%  
4.4.4点物体68 \lKQDct. -  
4.5聚焦和轴上传递函数69 "5{Yn!-:  
4.5.1聚焦传递函数69 Cf`UMQ a  
4.5.2轴上传递函数71 ;Ic3th%u  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 !PUhdW  
4.7空间滤波原理及应用74 ei\X/Z*q%P  
4.7.1正弦光栅图像76 8^dGI9N  
4.7.2相衬图像77 Z]w_2- -  
4.7.3光学数据处理78 v|{*y  
4.7.4其他的空间滤波器80 =;Wkg4\5  
参考文献81 zE<vFP-1v  
第5章超短脉冲光束成像83 nJ*NI)  
5.1超短脉冲光束的产生83 })mez[UmZ  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 &cpRB&bf  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 (/k,q  
5.3.1圆孔87 \
R79^  
5.3.2圆屏91 Ae ue:u>  
5.3.3锯齿孔92 B2845~\.  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94
-F8%U:2a  
5.5薄透镜的点扩散函数95 TUpEhQ+*  
5.5.1色差效应96 ^1*p]j(  
5.5.2降低色度的方法98 8$G$Rdn  
5.5.3单点的时间相关图像100 dcHkb,HsO  
5.6薄透镜的传递函数102 0 |F(qR  
5.6.1相干传递函数102 g^0  
5.6.2光学传递函数105 3>L1}zyM]  
参考文献108 p%3';7W\  
第6章高数值孔径物镜成像109 =602%ef\  
6.1高数值孔径物镜的影响109 \s~W;m  
6.2德拜理论111 <7PtC,74  
6.2.1德拜近似111 Llk`  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 8De `.!Gg  
6.2.3傍轴近似114 @F3d9t-  
6.3切趾函数115 .-W
CB  
6.3.1正弦条件116 $m
lsFBd  
6.3.2赫歇尔条件118 4 Qw;r  
6.3.3均匀投影条件119 Q7}w
Y  
6.3.4亥姆霍兹条件119 P `2Rte6s  
6.4传递函数120 ImF/RKI~ "  
6.4.1相干传递函数120 }:jXl!:V  
6.4.2光学传递函数122 q5HHMHB  
6.5矢量德拜理论124 G53!wIW2:  
6.5.1矢量德拜积分124 E&[ox[g{  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 S:1! )7  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 ait/|a  
6.6.1单电介质界面129 _')KDy7  
6.6.2多介质界面132 8=2)I.   
参考文献134 0;XnNz3&  
第7章有像差成像135 ~+T~}S  
7.1有像差的衍射积分135 P}VD}lEyO  
7.1.1存在像差的德拜积分135 Eydk645:3  
7.1.2斯特列尔强度137 F[?t"d  
7.2像差函数的展开138 [n:R]|^a  
7.2.1位移定理138
$}\.)^[}  
7.2.2泽尼克圆多项式138 fqF1-%  
7.3初级像差139 pkxW19h*0  
7.3.1初级像差的定义139 ?iia  
7.3.2初级像差的表示140 9k*'5(D4S  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 h[lh01z  
7.4初级像差的容限条件146 "arbUX~d  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ](a<b@p  
7.4.2马雷查尔判据146 ^T<<F}@q  
7.5折射率不匹配引起的像差147 *sw$OnVb  
7.5.1介质界面引起的球差147 
L~0B
 
7.5.2由盖玻片导致的球差150 `[:f;2(@  
7.6物镜管长变化导致的球差151 Z#Zk)  
参考文献152 G4=v2_]  
附录A傅里叶变换153 UnO -?  
A.1一维傅里叶变换153 RWoa'lnu  
A.2二维傅里叶变换154 W}Z|v M$  
A.3三维傅里叶变换154 Nz]\%c/-  
A.4傅里叶变换定理156 U,+=>ns>  
附录B汉克尔变换158 )P,jpE8  
附录CDelta函数160 ~5JXY5*o  
索引162 )fC^h=Qp  
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