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。 (=}cc  

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Kq@nBkO4  
目录 Z{s&myd  
中译本序 DvCs 5  
原书前言 k #y4pF_  
第1章引言1 
="<5+G  
1.1光学成像理论的*新进展1 ]fvU}4!  
1.2本书内容概述2 {"$ Q'T  
参考文献4 :Fz;nG-G  
第2章衍射理论5 aT1T.3 a  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 =QFnab?N  
2.1.1衍射的描述5 SIv8EMGo  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 SN+B8*!  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 QlmZBqK}&  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8

GO{o #}  
2.2.1格林函数8 ,e{(r0  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 NWWa
g}  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 <7N8L  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 \]ouQR.t@\  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 Y?W"@awE"\  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 Vw.c0
5x  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 JRt^YX  
2.3.3徳拜近似14 {j i;~9'Q  
2.4傍轴近似14 gDE',)3Q,  
2.4.1菲涅耳近似15 Rp$t;=SMD  
2.4.2夫琅禾费近似16 q
plz !=  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 NfvvwG;M  
2.5.1圆孔衍射17 "9,z"k  
2.5.2圆屏衍射19 y^7;I-  
2.5.3锯齿孔径衍射21 M\O6~UFq!  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ,RIGV[u  
参考文献26 VP[
-BK[  
第3章点扩散函数28 RzCC>-  
3.1透镜的透过率28 qOy3D~  
3.2透镜的衍射30 $MD|YW5  
3.2.1圆透镜32 Gh}k9-L  
3.2.2环形透镜36 ~wG.'d]  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Ncr38~;w  
3.3相干像的形成38 V ;Kzh$^rk  
3.3.1透镜成像规律40 ,4W|e!  
3.3.2散焦效应42 7 j$ |fS  
3.3.3阿贝成像理论44 %"tLs%"7=P  
3.4空间不变特性47 'PPVM@)fU  
3.5非相干成像51 \l!^6G|c  
参考文献52 59K%bz5t  
第4章传递函数分析53 1,@-y#V_  
4.1传递函数介绍53 *V+6409m  
4.2相干传递函数57 jO xH'1I  
4.3光学传递函数60 YI05?J}  
4.3.1圆透镜61 YT7,=k_  
4.3.2环形透镜64 Sh'>
5z2  
4.4三维传递函数的投影与截面65 C@+"d3  
4.4.1厚平面物体65 <[{Ty+  
4.4.2薄物体66 %gj's-!!  
4.4.3线物体67 l%"[857  
4.4.4点物体68 wq&|V  
4.5聚焦和轴上传递函数69 6J. [9#  
4.5.1聚焦传递函数69 !z@QoD  
4.5.2轴上传递函数71 o('W2Bs-o  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 8BZTHlUB  
4.7空间滤波原理及应用74 rl-r8?H}  
4.7.1正弦光栅图像76 ghvF%-."1  
4.7.2相衬图像77 }p-<+sFo  
4.7.3光学数据处理78 |jB]5ciT  
4.7.4其他的空间滤波器80 bg.f';C  
参考文献81 tI50z khaB  
第5章超短脉冲光束成像83 1Xy{&Ut\  
5.1超短脉冲光束的产生83 :NB|r  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 hKq <e%oVH  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 weQC9e~d{-  
5.3.1圆孔87 V9xZH5T8^  
5.3.2圆屏91 s@C KZ`  
5.3.3锯齿孔92 { ?p55o  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 &1O[N*$e  
5.5薄透镜的点扩散函数95 zTi%j$o  
5.5.1色差效应96 W[S4s/)mg  
5.5.2降低色度的方法98 tBEZ4 W>67  
5.5.3单点的时间相关图像100 >XzCHtEP  
5.6薄透镜的传递函数102 0Yz &aH  
5.6.1相干传递函数102 O8BxXa@5  
5.6.2光学传递函数105 4^H(p  
参考文献108 @91Q=S  
第6章高数值孔径物镜成像109 fdr.'aMf%  
6.1高数值孔径物镜的影响109 &W/C2cpmR  
6.2德拜理论111 A#9@OWV5f  
6.2.1德拜近似111 ydp
?%RB3w  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 R_4]6{Rm  
6.2.3傍轴近似114 h
%e}4U@X  
6.3切趾函数115 M$O}roOa  
6.3.1正弦条件116 _%WJ7~>  
6.3.2赫歇尔条件118 4>]^1J7Wz  
6.3.3均匀投影条件119 ;)ffGg>  
6.3.4亥姆霍兹条件119 ;u;YfOr  
6.4传递函数120 |a@$K
F$  
6.4.1相干传递函数120 J;+AG^U<  
6.4.2光学传递函数122 :nki6Rkowt  
6.5矢量德拜理论124 ju8mO&  
6.5.1矢量德拜积分124 w-Zb($_  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 B.2F\ub g  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 MsOO''o  
6.6.1单电介质界面129 "kyy>H9)  
6.6.2多介质界面132 ]9z{ 95  
参考文献134 \ B 0xL,o<  
第7章有像差成像135 ':yE5j  
7.1有像差的衍射积分135 ,6rg00wGE  
7.1.1存在像差的德拜积分135 PN0l#[{EN  
7.1.2斯特列尔强度137 ?! dp0<  
7.2像差函数的展开138 H?8uy_Sc  
7.2.1位移定理138 \ ?['pB  
7.2.2泽尼克圆多项式138 s+?r4t3H!  
7.3初级像差139 @ -pi  
7.3.1初级像差的定义139 =]x FHw8A  
7.3.2初级像差的表示140 Z[8{V  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 +=I_3Wtth  
7.4初级像差的容限条件146 LLOe  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 V
.J[Uwf  
7.4.2马雷查尔判据146 * bmdY=#7  
7.5折射率不匹配引起的像差147 `WF?87l1  
7.5.1介质界面引起的球差147
%)_R>.>  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 Y<Y5HI"  
7.6物镜管长变化导致的球差151 . (*V|&n  
参考文献152 YBQO]3f  
附录A傅里叶变换153 |x3&#(Tf  
A.1一维傅里叶变换153 2#'{
Q4K  
A.2二维傅里叶变换154 drT
X  
A.3三维傅里叶变换154 ,c_[`q\  
A.4傅里叶变换定理156 DV +DJcF  
附录B汉克尔变换158 -WP_0  
附录CDelta函数160 6TS+z7S81L  
索引162 !pl<  
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