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。 \}6;Kf}\  
k 4/D8(OXw  
m42T9wSsx  
` 8W*  
f:*vr['d  
VUTacA Y>L  
目录 H|ozDA  
中译本序 !Bz0^1,L  
原书前言 rWys'uc  
第1章引言1 OJT1d-5p  
1.1光学成像理论的*新进展1  [=O/1T  
1.2本书内容概述2 rqv))Zo`  
参考文献4 6-`|:[Q~  
第2章衍射理论5 ~DO4,  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 I`[i;U{CK  
2.1.1衍射的描述5 5tJ,7
Y'  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 hPq%Lc  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 @3fn)YQ'  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 9[!,c`pw  
2.2.1格林函数8 _AV1WS;^^8  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 zX5!vaEv  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 %6Q4yk  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 >56>*BHD  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 pZ`|iLNl-  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 bNT9 H`P  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ob+euCuJ  
2.3.3徳拜近似14 %1pYEHn  
2.4傍轴近似14 ]# t6Jwk  
2.4.1菲涅耳近似15 3mPjpm  
2.4.2夫琅禾费近似16 \ w3]5gJZ  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 HW&%T7 a  
2.5.1圆孔衍射17 FZreP.2)!  
2.5.2圆屏衍射19 bo.(zAz  
2.5.3锯齿孔径衍射21 =4GSg1Biy  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 9a'-Y  
参考文献26 'mI'dG  
第3章点扩散函数28 [m^+,%m5]  
3.1透镜的透过率28 G!4(BGx&  
3.2透镜的衍射30 .4.b*5  
3.2.1圆透镜32 2Q;9G6p  
3.2.2环形透镜36 2r$#m*  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Kn+S,1r  
3.3相干像的形成38 UR:aD_h  
3.3.1透镜成像规律40 0G!]=  
3.3.2散焦效应42 I ZQHu h  
3.3.3阿贝成像理论44 ceNix!P  
3.4空间不变特性47 &A#~)i5gF  
3.5非相干成像51 CJ}5T]WZ  
参考文献52 w[P4&?2:  
第4章传递函数分析53 5SCKP<rb  
4.1传递函数介绍53 P`r55@af4  
4.2相干传递函数57 M
$f7sx  
4.3光学传递函数60 c8Z wr]DF  
4.3.1圆透镜61 tabT0  
4.3.2环形透镜64 8Sz})UZ  
4.4三维传递函数的投影与截面65 54zlnM$  
4.4.1厚平面物体65 2Sm}On  
4.4.2薄物体66 (8_\^jJ  
4.4.3线物体67 " RxP^l  
4.4.4点物体68 vn/.}GkpU  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ">?vir^  
4.5.1聚焦传递函数69 <nEi<iAY>U  
4.5.2轴上传递函数71 6(PM'@i  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 Ty
88}V  
4.7空间滤波原理及应用74 OR[{PU=X  
4.7.1正弦光栅图像76 VK@!lJu!  
4.7.2相衬图像77 $XoQ]}"O  
4.7.3光学数据处理78 GfC5z n>  
4.7.4其他的空间滤波器80 "`N-*;*W  
参考文献81 )8
g(:`w  
第5章超短脉冲光束成像83 FLEo*9u>b  
5.1超短脉冲光束的产生83 !ct4;.2 D  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 EJ2yO@5O  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 #Fyuf,hw4  
5.3.1圆孔87 cX3lt5  
5.3.2圆屏91 86nN"!{l:  
5.3.3锯齿孔92 HaIM#R32T  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 nS>8bub30  
5.5薄透镜的点扩散函数95 (p%>j0<  
5.5.1色差效应96 k{t`|BnPKB  
5.5.2降低色度的方法98 RejQ5'Neh  
5.5.3单点的时间相关图像100 K_&4D'  
5.6薄透镜的传递函数102 rj!0GI  
5.6.1相干传递函数102 o6$4/I  
5.6.2光学传递函数105 4`,j=3  
参考文献108 `-LGU7~+  
第6章高数值孔径物镜成像109 $\9~)Rq6  
6.1高数值孔径物镜的影响109 B7imV@<  
6.2德拜理论111 dO%W+K  
6.2.1德拜近似111 43=,yz2Ef  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 GgKEP,O  
6.2.3傍轴近似114 $tl\UH7%2  
6.3切趾函数115 Nz)l<S9>  
6.3.1正弦条件116 ~g.$|^,.O/  
6.3.2赫歇尔条件118 }V\N16f  
6.3.3均匀投影条件119 bV"G~3COy  
6.3.4亥姆霍兹条件119 0
8*v~(T  
6.4传递函数120 [n}T|<  
6.4.1相干传递函数120 6^DR0sO  
6.4.2光学传递函数122 8U_{|]M  
6.5矢量德拜理论124 Dih3}X&jn$  
6.5.1矢量德拜积分124 tor!Dl@Mo  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 %;D.vKoh  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 `jOX6_z?I  
6.6.1单电介质界面129 <m'ow  
6.6.2多介质界面132 !kC*g  
参考文献134 )5 R=Z<  
第7章有像差成像135 p'om-  
7.1有像差的衍射积分135 aFLO{tr`  
7.1.1存在像差的德拜积分135 yxc=Z0~1  
7.1.2斯特列尔强度137 $cZUM}@  
7.2像差函数的展开138 Gw1@KKg  
7.2.1位移定理138 4!wR_@W^El  
7.2.2泽尼克圆多项式138 ."Y e\>k  
7.3初级像差139 {`w;39$+  
7.3.1初级像差的定义139 @/1w4'M  
7.3.2初级像差的表示140 >+[&3u  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 Ot`VR&}  
7.4初级像差的容限条件146 =lpQnj
"  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ,`aq+K  
7.4.2马雷查尔判据146 `[n("7,  
7.5折射率不匹配引起的像差147 QeK*j/  
7.5.1介质界面引起的球差147 }m-FGk  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 |p-t%xDdr  
7.6物镜管长变化导致的球差151 =J~ x  
参考文献152 [0D Et  
附录A傅里叶变换153 ]EpWSs!"g  
A.1一维傅里叶变换153 [2Ud]l:6E  
A.2二维傅里叶变换154 ZGd!IghL  
A.3三维傅里叶变换154 *2X0^H|dS  
A.4傅里叶变换定理156 1u9LdkhnY  
附录B汉克尔变换158 cA:*V|YV`  
附录CDelta函数160 RZCq{|L  
索引162 s@7H1)U  
JGQjw(Xs