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。 eeZysCy+DY  
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目录 e}[we:  
中译本序 I uj=d~|>  
原书前言 Zbh]OCN  
第1章引言1 Xh"iP%  
1.1光学成像理论的*新进展1 })lT fy  
1.2本书内容概述2 wWU_?Dr_~  
参考文献4 }%ThnFFBw  
第2章衍射理论5 ON0+:`3\  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 k)V%.Eobf  
2.1.1衍射的描述5 ^u!Tyb8Dk  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 %i>e  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 As
LjU#jn  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 FT>~ES]cQd  
2.2.1格林函数8 7$W;4!BN*  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 d$rUxqB.  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 A9Wqz"[  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ;Ph)BY<  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 /2Lo{v=0[  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 :V~*vLvR  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 t}k'Ba3]:Y  
2.3.3徳拜近似14 ~h
sl
LUE  
2.4傍轴近似14 v-fi9$#^  
2.4.1菲涅耳近似15 "%Ana=cc  
2.4.2夫琅禾费近似16 ;sR6dT)  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 8]":[s6x  
2.5.1圆孔衍射17 kdh9ftm*\  
2.5.2圆屏衍射19 ?s)sPM?  
2.5.3锯齿孔径衍射21 1bZiPG{  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 OsL%SKs|  
参考文献26 ]esLAo  
第3章点扩散函数28 .*~u  
3.1透镜的透过率28 }K80G~O2<  
3.2透镜的衍射30 #2R%H.*t  
3.2.1圆透镜32 zk'K.! `^  
3.2.2环形透镜36 2{B(j&{  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 C%
_  
3.3相干像的形成38 2HGD{;6>v{  
3.3.1透镜成像规律40 >2CusT2  
3.3.2散焦效应42 A1QI4.K  
3.3.3阿贝成像理论44 !x$:8R  
3.4空间不变特性47 cYM~IA  
3.5非相干成像51 9jR[:[  
参考文献52 aZj
ef  
第4章传递函数分析53 k5t^s  
4.1传递函数介绍53 04guud }  
4.2相干传递函数57 XyM(@6,'  
4.3光学传递函数60 BU:Ecchbr  
4.3.1圆透镜61 r7"Au"  
4.3.2环形透镜64 `}~)1'(#/  
4.4三维传递函数的投影与截面65 |@Zq
wC=  
4.4.1厚平面物体65 Bf:tal6 -M  
4.4.2薄物体66 x`+ l#  
4.4.3线物体67 w"a 9'r  
4.4.4点物体68 hK39_A-  
4.5聚焦和轴上传递函数69 4Wla&yy  
4.5.1聚焦传递函数69 H*{k4  
4.5.2轴上传递函数71 y,v0-o~q  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 60,-\h  
4.7空间滤波原理及应用74 }-{b$6]  
4.7.1正弦光栅图像76 e-iYJ?  
4.7.2相衬图像77 K)Zkj"y  
4.7.3光学数据处理78 &cu] vw  
4.7.4其他的空间滤波器80 7^I$%o1g  
参考文献81 UOu
6LD/|h  
第5章超短脉冲光束成像83 uGa(_ut  
5.1超短脉冲光束的产生83 0n*rs=\VG  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 L8:]`MQ0  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 0Q$~
k  
5.3.1圆孔87 V9zywM  
5.3.2圆屏91 2~M;L&9-  
5.3.3锯齿孔92 ]M~8@K  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 mNx,L+3  
5.5薄透镜的点扩散函数95 }0BL0N`_  
5.5.1色差效应96 G}P)vfcH  
5.5.2降低色度的方法98 JN&MyA"  
5.5.3单点的时间相关图像100 C!7U<rI  
5.6薄透镜的传递函数102 VR4E 2^  
5.6.1相干传递函数102 KP=D! l&q  
5.6.2光学传递函数105 Mu'^OX82  
参考文献108 X:G&5  
第6章高数值孔径物镜成像109 7MO  
6.1高数值孔径物镜的影响109 U~{Sa+  
6.2德拜理论111 .'5
'0lR5  
6.2.1德拜近似111 l5=u3r9WYC  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 O1?B{F/ e  
6.2.3傍轴近似114 
n5bXQ  
6.3切趾函数115 uX<+hG.n
}  
6.3.1正弦条件116 :3a&Pb*PL  
6.3.2赫歇尔条件118 ;'=VrE6  
6.3.3均匀投影条件119 7.Ml9{M/i  
6.3.4亥姆霍兹条件119 S)"##-~`T  
6.4传递函数120 s?^,iQ+tp  
6.4.1相干传递函数120 1Q&cVxA"\  
6.4.2光学传递函数122 0NQ7#A  
6.5矢量德拜理论124 @A [)hk&(R  
6.5.1矢量德拜积分124 uX[O,l^}  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 #0P!xZ'|{  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 GFdZ`i  
6.6.1单电介质界面129 3TU'*w &  
6.6.2多介质界面132 8?e   
参考文献134 v]WH8GI  
第7章有像差成像135 nU}~I)@V  
7.1有像差的衍射积分135 %<aImR]  
7.1.1存在像差的德拜积分135 ?_VRfeztw  
7.1.2斯特列尔强度137 #04{(G|~+E  
7.2像差函数的展开138 Q&u>7_, Du  
7.2.1位移定理138 99F>n[5  
7.2.2泽尼克圆多项式138 M0O>Ljo4RN  
7.3初级像差139 lir&e 9I+  
7.3.1初级像差的定义139 'rS'B.D  
7.3.2初级像差的表示140 )UR1E?'  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 PqT"jOF]n  
7.4初级像差的容限条件146 RI(=HzB  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 YO)')&  
7.4.2马雷查尔判据146 gWFL  
7.5折射率不匹配引起的像差147 /GsSrP_?]  
7.5.1介质界面引起的球差147 {B@*DQv  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 }l.KpdRT2  
7.6物镜管长变化导致的球差151 HS{P?~:=U  
参考文献152 &nQRa?3,   
附录A傅里叶变换153 54=}GnZN  
A.1一维傅里叶变换153 azvDvEWCQZ  
A.2二维傅里叶变换154 yrO?Np  
A.3三维傅里叶变换154 S&n[4*  
A.4傅里叶变换定理156 9n_ eCb)H  
附录B汉克尔变换158 (tJ91SBl  
附录CDelta函数160 "VV914*z  
索引162 +jc
df}  
EtGH\?d~]