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。 bP)(4+t~  
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目录 *w OU=1+  
中译本序 kQw%Wpuq[/  
原书前言 M3&GO5<  
第1章引言1 Ow50M;E  
1.1光学成像理论的*新进展1 ^iqy|zNtn  
1.2本书内容概述2 % 4Gt^:J"  
参考文献4 _O3X;U7rc  
第2章衍射理论5 EpCF/i?9:  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 %:!ILN  
2.1.1衍射的描述5 {%+UQ!]d8  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 r]=Z :  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 `V2doV)  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 !!+LFe4su  
2.2.1格林函数8
N#p%^GH  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 dJF3]h Y  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 j@s*hZ^J+  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 Gq]/6igzX  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 U62Z ?nge%  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 5q;c=oRUj  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 -xVZm8y  
2.3.3徳拜近似14 -A^o5s  
2.4傍轴近似14 odTa2$O  
2.4.1菲涅耳近似15 W+I""I*mV  
2.4.2夫琅禾费近似16 @+7CfvM  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 G$[Hm\V  
2.5.1圆孔衍射17 MG,)|XpyWJ  
2.5.2圆屏衍射19 Y~k,AJ{ ^  
2.5.3锯齿孔径衍射21 #H]c/  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24  Pm"nwm  
参考文献26 m(w9s;<  
第3章点扩散函数28 &,tj.?NCn  
3.1透镜的透过率28 B8~bx%)3T  
3.2透镜的衍射30 D]twid~OS  
3.2.1圆透镜32 wv  
3.2.2环形透镜36 {8"Uxj_6V  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 "$.B@[iY@  
3.3相干像的形成38 CI1K:K AM  
3.3.1透镜成像规律40 pv,z$
3Q  
3.3.2散焦效应42 3Mq%3jX  
3.3.3阿贝成像理论44 Zg9VkL6Z6  
3.4空间不变特性47 +`7!4gxwK!  
3.5非相干成像51 ct
@3]  
参考文献52 +E']&v$  
第4章传递函数分析53 aUi^7;R&<  
4.1传递函数介绍53 ^"iJ  
4.2相干传递函数57 `LNKbTc[m  
4.3光学传递函数60 48_( 'z*>  
4.3.1圆透镜61 Md&K#)9,(  
4.3.2环形透镜64 >avkiT2  
4.4三维传递函数的投影与截面65 <m,bP c :R  
4.4.1厚平面物体65 )4RSo&9p`  
4.4.2薄物体66 P2F8[o!<  
4.4.3线物体67 QJSi|&Rx&?  
4.4.4点物体68 [QIQpBL  
4.5聚焦和轴上传递函数69 0jt@|
3  
4.5.1聚焦传递函数69 32Wa{LG;2  
4.5.2轴上传递函数71 kP1cwmZ7F  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 RG9iTA'  
4.7空间滤波原理及应用74 %@8#+#@J0  
4.7.1正弦光栅图像76 IdCE<Oj\  
4.7.2相衬图像77 n5y0$S/D  
4.7.3光学数据处理78 ^iWJqpLe  
4.7.4其他的空间滤波器80 }L @~!=q*  
参考文献81 6,!$S2(zT  
第5章超短脉冲光束成像83 U,8mYv2|  
5.1超短脉冲光束的产生83 /m4Y87
 
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 "jf_xZ$H-
 
5.3脉冲光束照射下的衍射87 MkWbPm)  
5.3.1圆孔87 J&bM
ox  
5.3.2圆屏91 I%{ 1K+V/  
5.3.3锯齿孔92 .hjN*4RY  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 &[ ,*  
5.5薄透镜的点扩散函数95 rP#&WSLVj  
5.5.1色差效应96 >-y}t9[/  
5.5.2降低色度的方法98 +1r><do;  
5.5.3单点的时间相关图像100 (+}44Ldt  
5.6薄透镜的传递函数102 wScr:o+K>L  
5.6.1相干传递函数102 2Z?l,M~
  
5.6.2光学传递函数105 "-\8Y>E  
参考文献108 ikO9p|J
 
第6章高数值孔径物镜成像109 FD5OO;$  
6.1高数值孔径物镜的影响109 -;Te+E_  
6.2德拜理论111 l5D4?`|  
6.2.1德拜近似111 (wvU;u  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 4wWfaL5"  
6.2.3傍轴近似114 pb G5y7  
6.3切趾函数115 Gz4LjMQ &  
6.3.1正弦条件116 DPCQqV|7  
6.3.2赫歇尔条件118 ZiRCiQ/?  
6.3.3均匀投影条件119 h+S]C#X,}  
6.3.4亥姆霍兹条件119 |pBvy1e4)  
6.4传递函数120 AW'$5NF>  
6.4.1相干传递函数120 RY1-Zj
lb<  
6.4.2光学传递函数122 S4rm K&  
6.5矢量德拜理论124 >U(E \`9D  
6.5.1矢量德拜积分124 DcG=u24Xy!  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 E,fbIyX  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 WXG0Z  
6.6.1单电介质界面129 9Q1w$t~Y  
6.6.2多介质界面132 ?O"zp65d(  
参考文献134 221}xhn5  
第7章有像差成像135 o6:@j#b  
7.1有像差的衍射积分135 D&pp <  
7.1.1存在像差的德拜积分135 .KtK<Ps[S  
7.1.2斯特列尔强度137 I:0dz:T7*  
7.2像差函数的展开138 k5*Z@a  
7.2.1位移定理138 ~6+Um_A_L  
7.2.2泽尼克圆多项式138 SjIDzNI5  
7.3初级像差139 jUDE)~h  
7.3.1初级像差的定义139 `R!2N4|;  
7.3.2初级像差的表示140 c[$i)\0  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 =dmxE*C  
7.4初级像差的容限条件146 MO|Pv j~[  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 r%>EiHpCU  
7.4.2马雷查尔判据146 N`qGwNT%G  
7.5折射率不匹配引起的像差147 PZ#aq~>w
 
7.5.1介质界面引起的球差147 U[:=7UABU?  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 0.c96&
 
7.6物镜管长变化导致的球差151 mX, @yCI  
参考文献152 :Zo^Uc:*w  
附录A傅里叶变换153 @, AB2D  
A.1一维傅里叶变换153 s>[Oe|`  
A.2二维傅里叶变换154 HGi%b5:<=M  
A.3三维傅里叶变换154 LR'~:46#u  
A.4傅里叶变换定理156 $"k1^&&E  
附录B汉克尔变换158 =LEzcq>XO  
附录CDelta函数160 !& >LLZ  
索引162 ad52a3deR  
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