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。 \~m%4kzG8J  
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目录 \y+F!;IxL  
中译本序 vt7
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原书前言 !haXO  
第1章引言1 a[OLS+zf!P  
1.1光学成像理论的*新进展1 kT3;%D^  
1.2本书内容概述2 3xR#,22:}  
参考文献4 %.}  
第2章衍射理论5 i
7E7%~S  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 UVi/Be#|  
2.1.1衍射的描述5 q>h+Ke  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 sJ*U Fm{  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 *fyEw\`a  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 <i@j
D  
2.2.1格林函数8 <\Dl#DH  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 k.VOS0  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 8J@OMW&[l  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 oEf^o*5(  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 m,"tdVo.  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 "pJEzC  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 Lr]Hvd  
2.3.3徳拜近似14 C)dYAq3,8  
2.4傍轴近似14 dQoMAsxzM  
2.4.1菲涅耳近似15 246!\zf  
2.4.2夫琅禾费近似16 ?DTP-#5Ba  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 'cCj@bZ9X  
2.5.1圆孔衍射17 bGLp
0\0[  
2.5.2圆屏衍射19 G~j<I/)"  
2.5.3锯齿孔径衍射21 J:!Gf^/)  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 :9< r(22  
参考文献26 b-gVRf#F  
第3章点扩散函数28 4E94W,1%,Y  
3.1透镜的透过率28 n]g,)m  
3.2透镜的衍射30 y^fU_L?p  
3.2.1圆透镜32 mhSsOmJ5  
3.2.2环形透镜36 Uv$u\D+@[  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 qt;Tfuo  
3.3相干像的形成38 <W{0@?y  
3.3.1透镜成像规律40 %HS!^j3C%  
3.3.2散焦效应42 pNsLoNZ3w  
3.3.3阿贝成像理论44 @_Oe`j^  
3.4空间不变特性47 meWq9:z  
3.5非相干成像51 LR.+CxQ  
参考文献52 2fA9L _:0  
第4章传递函数分析53 ZOsn,nF  
4.1传递函数介绍53 smS0Rk  
4.2相干传递函数57 1F8EL)9  
4.3光学传递函数60 s&hP^tKT  
4.3.1圆透镜61 O/~^}8TLL  
4.3.2环形透镜64 =&xoyF  
4.4三维传递函数的投影与截面65 `a9>4  
4.4.1厚平面物体65 Um|Tf]q  
4.4.2薄物体66 XOFaS '.  
4.4.3线物体67 SZ){1Hu  
4.4.4点物体68 +Enff0 =+  
4.5聚焦和轴上传递函数69 &1Iy9&y  
4.5.1聚焦传递函数69 cW%O-  
4.5.2轴上传递函数71 Ez-o*&  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 2geC3v% 0o  
4.7空间滤波原理及应用74 ApBThW*E  
4.7.1正弦光栅图像76 9^olAfX`dB  
4.7.2相衬图像77 +.uk#K0o  
4.7.3光学数据处理78 xo+z[OIlF  
4.7.4其他的空间滤波器80 K>6p5*&  
参考文献81 H|O}Dsj  
第5章超短脉冲光束成像83 boon=;{p  
5.1超短脉冲光束的产生83 {P+[CO  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 jXR+>=_  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 #{1fb%L{i  
5.3.1圆孔87 1=.?KAXR  
5.3.2圆屏91 ,:{+ H  
5.3.3锯齿孔92 *RM'0[1F4  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 ]vErF=[U,  
5.5薄透镜的点扩散函数95 u&bU !ZI  
5.5.1色差效应96 +.cv,1Vx  
5.5.2降低色度的方法98 I-"{m/PEdg  
5.5.3单点的时间相关图像100 dG+xr!  
5.6薄透镜的传递函数102 lY`<-`{I_  
5.6.1相干传递函数102 S#dS5OX  
5.6.2光学传递函数105 B8Z66#EQ  
参考文献108 _Ohq'ZgXm  
第6章高数值孔径物镜成像109 .|-y+9IP  
6.1高数值孔径物镜的影响109 RdHR[Usm  
6.2德拜理论111 RJD3o_("K  
6.2.1德拜近似111 2B;QS\e"  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 89bKnsV  
6.2.3傍轴近似114 \eCdGx?  
6.3切趾函数115 470Pig>I8  
6.3.1正弦条件116 Y}Uw7\e  
6.3.2赫歇尔条件118 rJ>8|K[kt  
6.3.3均匀投影条件119 tAUMSr|?  
6.3.4亥姆霍兹条件119 8),Y|4  
6.4传递函数120 :Ib\v88WIv  
6.4.1相干传递函数120 0b'R5I.M  
6.4.2光学传递函数122 ":ycyN@g  
6.5矢量德拜理论124 EK_^#b  
6.5.1矢量德拜积分124 J;dFmZOk  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 #4>
F%_  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 dGe  
6.6.1单电介质界面129 ;U&VPIX$  
6.6.2多介质界面132 X*Zv,Wm  
参考文献134 75f.^4/%  
第7章有像差成像135 FReK   
7.1有像差的衍射积分135 jYv !}  
7.1.1存在像差的德拜积分135 ! ZEKvW  
7.1.2斯特列尔强度137 kTV D4Z=  
7.2像差函数的展开138 |(5=4j]  
7.2.1位移定理138 p(Mv^ea  
7.2.2泽尼克圆多项式138 3]acfCacC  
7.3初级像差139 XJ9>a-{  
7.3.1初级像差的定义139 :|Cf$2k7  
7.3.2初级像差的表示140 |a+8-@-Tj  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 WyP1"e^9  
7.4初级像差的容限条件146 2X`M&)"X  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146
|wx1 [xZ  
7.4.2马雷查尔判据146 {;U:0BPI3  
7.5折射率不匹配引起的像差147 :nI.Qa'"H  
7.5.1介质界面引起的球差147 2ip~qZNw><  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 r+Y1m\  
7.6物镜管长变化导致的球差151 d<o  
参考文献152 _ sd?l  
附录A傅里叶变换153 rGs> {-T3  
A.1一维傅里叶变换153 _PF><ODX2  
A.2二维傅里叶变换154 $)3/N&GXR  
A.3三维傅里叶变换154 /_P`xm+=AC  
A.4傅里叶变换定理156 S(pfd2^  
附录B汉克尔变换158 y06
2/$*$  
附录CDelta函数160 C;` fOCz^  
索引162 M%/D:0  
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