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。 ~=OJCKv5(  
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目录 Lr*PbjQDIY  
中译本序 <H60rON  
原书前言 ZOV,yuD{8{  
第1章引言1 Q34u>VkdQI  
1.1光学成像理论的*新进展1  d6tLCQ  
1.2本书内容概述2 m-Jy 4f#  
参考文献4 B;=Z^$%T  
第2章衍射理论5 ig.Z,R3@r  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 :3Q:pKg  
2.1.1衍射的描述5 vkGF_aenk  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 Ep./->fOA  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 EEZ~Bs}d  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 ,S`n?.&& 7  
2.2.1格林函数8 4_QfM}Fyp  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 /fT"WaTEK  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 SQK82/  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 @B>D>B  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11  ]aF;  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 gw,K*ph}q  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 X+A@//,7  
2.3.3徳拜近似14 tUU
Lpx.h  
2.4傍轴近似14 >>KI_$V  
2.4.1菲涅耳近似15 +0%r@hTv&>  
2.4.2夫琅禾费近似16 XTF[4#WO  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 '62_q8:  
2.5.1圆孔衍射17 Het"x  
2.5.2圆屏衍射19 `(?c4oq,c>  
2.5.3锯齿孔径衍射21 KM[0aXOtv  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 E%v0@  
参考文献26 _w?!Mu  
第3章点扩散函数28 )HE{`yiLL  
3.1透镜的透过率28 qtAt=` s  
3.2透镜的衍射30 GBB
r[}y-  
3.2.1圆透镜32 t6+W  
3.2.2环形透镜36 xP_%d,  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 y'^U4# (  
3.3相干像的形成38 6}R*7iMs  
3.3.1透镜成像规律40 9;{(.K  
3.3.2散焦效应42 &\6},
JN  
3.3.3阿贝成像理论44 -( p%+`  
3.4空间不变特性47 3^ UoK  
3.5非相干成像51 tTTHQ7o*BD  
参考文献52 (kY0<  
第4章传递函数分析53 [sH3REE1h  
4.1传递函数介绍53 #|je m   
4.2相干传递函数57 8=Oym~  
4.3光学传递函数60 LRu*%3xx  
4.3.1圆透镜61 CQ6I4k  
4.3.2环形透镜64 ELnUpmv\  
4.4三维传递函数的投影与截面65 1HNP@9ga  
4.4.1厚平面物体65 ["&{^  
4.4.2薄物体66 Gf#l ^yr  
4.4.3线物体67 )ddJ\:  
4.4.4点物体68 Dmi.@.  
4.5聚焦和轴上传递函数69 r{r~!=u  
4.5.1聚焦传递函数69 9kWI2cLzQt  
4.5.2轴上传递函数71 |z3!3?%R  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 KZg2`8F   
4.7空间滤波原理及应用74 FD E?O]^  
4.7.1正弦光栅图像76 XTX/vbge3m  
4.7.2相衬图像77 Q.Nw#r+m  
4.7.3光学数据处理78
/# Jvt  
4.7.4其他的空间滤波器80 uZL,%pF3A  
参考文献81 s|XWw<Sa  
第5章超短脉冲光束成像83 sdO8;v>  
5.1超短脉冲光束的产生83 <S7SH-{_\  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 C@q#s  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 ?F]P=S:x  
5.3.1圆孔87 z6J12tu  
5.3.2圆屏91 bK#ZY  
5.3.3锯齿孔92 NX%1L! #  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 lq53 xT  
5.5薄透镜的点扩散函数95 Peph..8Z  
5.5.1色差效应96 ,m`&J?  
5.5.2降低色度的方法98 YC 4c-M  
5.5.3单点的时间相关图像100 ]8}2  
5.6薄透镜的传递函数102 u{=h%d
/  
5.6.1相干传递函数102 NvIg,@}  
5.6.2光学传递函数105 rG~W=!bj  
参考文献108 "4WnDd5"  
第6章高数值孔径物镜成像109 (@*|[wN  
6.1高数值孔径物镜的影响109 zP0<4E$M`  
6.2德拜理论111 "zNS6I?rzE  
6.2.1德拜近似111 b*S,8vE]  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 3,G|oR{D  
6.2.3傍轴近似114 ,2Ed^!`  
6.3切趾函数115 ~28{BY  
6.3.1正弦条件116 ->51t  
6.3.2赫歇尔条件118 m=E/um[D  
6.3.3均匀投影条件119 *>qc6d@'  
6.3.4亥姆霍兹条件119 /cdLMm:  
6.4传递函数120 P]^8Enp
 
6.4.1相干传递函数120 BTr;F]W  
6.4.2光学传递函数122 1&e8vVN  
6.5矢量德拜理论124 Q?j '4  
6.5.1矢量德拜积分124
,^mEi  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ;8vB7|54.  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 "Y^Fn,c  
6.6.1单电介质界面129 \ CcVk"/  
6.6.2多介质界面132 d!<>Fh^6,  
参考文献134 @eBo7#Zr  
第7章有像差成像135 [V?HK_~  
7.1有像差的衍射积分135 rC|nE=i  
7.1.1存在像差的德拜积分135 yO8@.-jb  
7.1.2斯特列尔强度137 z"7?I$NQ  
7.2像差函数的展开138 AX{<d@z`j  
7.2.1位移定理138 @(=?x:j  
7.2.2泽尼克圆多项式138 tq}sedYhee  
7.3初级像差139 >clVV6B  
7.3.1初级像差的定义139 )ZLj2H<  
7.3.2初级像差的表示140 GBg  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 a0JMLLa [I  
7.4初级像差的容限条件146 K($+ILZ  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 dMjQV&  
7.4.2马雷查尔判据146 Vo{ ~D:)  
7.5折射率不匹配引起的像差147 P;y!Y/$C  
7.5.1介质界面引起的球差147 ;dZZOocV1  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 +7WpJ;C4  
7.6物镜管长变化导致的球差151 `r=^{Y  
参考文献152 dmkGIg}  
附录A傅里叶变换153 S]fkA6v  
A.1一维傅里叶变换153 |I"&Z+m  
A.2二维傅里叶变换154 0nI*9  
A.3三维傅里叶变换154 $ta"Ug.z  
A.4傅里叶变换定理156 M^l%*QF[,q  
附录B汉克尔变换158 A`vRUl,c=  
附录CDelta函数160 w(+L&IBC  
索引162 0#yH<h$  
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