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。 EreAn  
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目录 ;W4:#/~14  
中译本序 `i{4cT8:  
原书前言 z7$}#)Z7  
第1章引言1 I]UA0[8X  
1.1光学成像理论的*新进展1 0wYiu  
1.2本书内容概述2 n K0hTQ  
参考文献4 iqlVlm>E  
第2章衍射理论5 =1&}t%<X  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 9M19UP&  
2.1.1衍射的描述5 |7Yvq%E  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 Bzwx0c2VY8  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 FRD<0o/`  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 (T`q++  
2.2.1格林函数8 j?d!}v  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 'NRN_c9  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 0I649
9FQ  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 %!W6<ioW  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 5D>BV*"  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 %G^(T%q| m  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 N+[}Gb"8q  
2.3.3徳拜近似14 \Z8Y(]6*  
2.4傍轴近似14 8:BQHYeJK  
2.4.1菲涅耳近似15 O\:;q*]
 
2.4.2夫琅禾费近似16 u<J2p?`\&`  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 ] +sSg=N7i  
2.5.1圆孔衍射17 @b>YkJDk  
2.5.2圆屏衍射19 vJzxPy|  
2.5.3锯齿孔径衍射21 9O2a | d  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Ed8U;U b  
参考文献26 " Tw0a!  
第3章点扩散函数28 </2,2AV4q*  
3.1透镜的透过率28 SIJ# ?0,  
3.2透镜的衍射30 L)j]~^P$-  
3.2.1圆透镜32 `mWQWx$V!  
3.2.2环形透镜36 vC s6#PR$  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 h7)VJY  
3.3相干像的形成38 u_hE7#i  
3.3.1透镜成像规律40 ,5`."-0}  
3.3.2散焦效应42 /,-h%gj  
3.3.3阿贝成像理论44 ;N9n'Sq4  
3.4空间不变特性47 =t~+63)  
3.5非相干成像51 S]Sp Z8  
参考文献52 DHSU?o#jY  
第4章传递函数分析53 -DbH6u3  
4.1传递函数介绍53 IH*U!_ `  
4.2相干传递函数57 H,01o5J  
4.3光学传递函数60 AD0ptHUBa  
4.3.1圆透镜61 5?S{W  
4.3.2环形透镜64 wCTcGsw W  
4.4三维传递函数的投影与截面65 -%7Jj;yA  
4.4.1厚平面物体65 Mt]=v}z  
4.4.2薄物体66 wi![0IE )  
4.4.3线物体67 #3AYz82w  
4.4.4点物体68 f/$-Nl.  
4.5聚焦和轴上传递函数69 00$ @0  
4.5.1聚焦传递函数69 A8CIP:Z  
4.5.2轴上传递函数71 g!~-^_F  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 nEeQL~:  
4.7空间滤波原理及应用74 YqK+F=0  
4.7.1正弦光栅图像76 'Y~8_+J?  
4.7.2相衬图像77 v3=&{}+j.  
4.7.3光学数据处理78 i
qc4O /  
4.7.4其他的空间滤波器80 :e5:\|5*5  
参考文献81 9y d-&yDG  
第5章超短脉冲光束成像83 QE`:jxyad  
5.1超短脉冲光束的产生83 ~5XL@jI^  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 "\wDS2M)  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 @1`W<WP  
5.3.1圆孔87 Dohl,d  
5.3.2圆屏91 1(
QWt  
5.3.3锯齿孔92 -&f]X
u  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 /*mFP.en  
5.5薄透镜的点扩散函数95 zyQ,unu  
5.5.1色差效应96 {+9^PC_hm;  
5.5.2降低色度的方法98 rH [+/&w5  
5.5.3单点的时间相关图像100 +aXMHT"U  
5.6薄透镜的传递函数102 $\JQGic`  
5.6.1相干传递函数102 0
%q{UW2  
5.6.2光学传递函数105 GA%"w=M\  
参考文献108 >Rz#g*@E  
第6章高数值孔径物镜成像109 Wfi:wCqZG  
6.1高数值孔径物镜的影响109 E#&c]9QM75  
6.2德拜理论111 { c6DT  
6.2.1德拜近似111 [TpA26#TTO  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 tq4"QBIKh  
6.2.3傍轴近似114 ouu-wQ|(mM  
6.3切趾函数115 xC=3|,U  
6.3.1正弦条件116 X=*Yzz}  
6.3.2赫歇尔条件118 )\:lYI}Wpm  
6.3.3均匀投影条件119 a3(7{,Ew  
6.3.4亥姆霍兹条件119 3=G5(0  
6.4传递函数120 +lk\oj$S+  
6.4.1相干传递函数120 z_[3IAZ  
6.4.2光学传递函数122 h~^qG2TYWq  
6.5矢量德拜理论124 Pv/%s) &y&  
6.5.1矢量德拜积分124 )U/@J+{{  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126
b@Mng6R  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128
C4X{Ps\  
6.6.1单电介质界面129 GFy0R"&d[  
6.6.2多介质界面132 1,*Z_ F=y  
参考文献134 dmTW]P2  
第7章有像差成像135 2+
r)VF:  
7.1有像差的衍射积分135 B[U.CAUn  
7.1.1存在像差的德拜积分135 cr=FMfhB  
7.1.2斯特列尔强度137 nw]e_sm  
7.2像差函数的展开138 !m/Dd0  
7.2.1位移定理138 k:HSB</}  
7.2.2泽尼克圆多项式138 aLyhxmn ^)  
7.3初级像差139 BW(DaNt^  
7.3.1初级像差的定义139 41fm}  
7.3.2初级像差的表示140 !_/8!95  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 FclSuQWti  
7.4初级像差的容限条件146 uq#h\p|  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 Q e2/4j4  
7.4.2马雷查尔判据146 ?'8MI|*l%  
7.5折射率不匹配引起的像差147 \qK}(xq[  
7.5.1介质界面引起的球差147 vSHIl"h  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 Nf?, _Rl  
7.6物镜管长变化导致的球差151 #uRq] 'P  
参考文献152 6jy n,GU  
附录A傅里叶变换153 *{p&Fy55  
A.1一维傅里叶变换153 `QyALcO  
A.2二维傅里叶变换154 =QxE-)v  
A.3三维傅里叶变换154 ] l qFht  
A.4傅里叶变换定理156 M0"g/W  
附录B汉克尔变换158 ~sU! 1  
附录CDelta函数160 *"9)a6T t+  
索引162 :QhEu%e  
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