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。 )-yJKmV  
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目录 |qUi9#NUo  
中译本序 wm1`<r^M.  
原书前言 Y~ku?/"6T  
第1章引言1 ]O}TK^%  
1.1光学成像理论的*新进展1 "cJ))v-'  
1.2本书内容概述2 >9-$E?Mt  
参考文献4 Vr/UY79  
第2章衍射理论5 9i9'Rd`g  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 is?#wrV=K  
2.1.1衍射的描述5 v)+E!"R3.  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 c?ZM<Y"  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 1Ce7\A  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 Ax"]+pb  
2.2.1格林函数8 ^"lVTDsU  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 dnEIR5%+.  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 pl#2JA8  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 }%^N9AA8  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 z@za9U`6i  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 !TNp|U!  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 AW{"9f4  
2.3.3徳拜近似14 G5M
oIC  
2.4傍轴近似14 =()Vrk|uK  
2.4.1菲涅耳近似15 }4Q~<2  
2.4.2夫琅禾费近似16 |
DUWB;  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 c{"=p8F_  
2.5.1圆孔衍射17 8Pb~`E/  
2.5.2圆屏衍射19 1>~bzXY#  
2.5.3锯齿孔径衍射21 JxP&znng  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 qdW"g$fW  
参考文献26 ( *&E~g  
第3章点扩散函数28 
=1MVF  
3.1透镜的透过率28 LyRbD$m  
3.2透镜的衍射30 ;!~&-I0l  
3.2.1圆透镜32 pY~/<lzW  
3.2.2环形透镜36 `;~A  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 Jn:h;|9w  
3.3相干像的形成38 ?Yf0h_>  
3.3.1透镜成像规律40 e=ITAH3b  
3.3.2散焦效应42 |Eyn0\OA  
3.3.3阿贝成像理论44 *\$m1g7b  
3.4空间不变特性47 M)qb6aD0  
3.5非相干成像51 pie8 3Wy>  
参考文献52 4*U5o!w1{  
第4章传递函数分析53 Xp67l!{v  
4.1传递函数介绍53 te[#FF3{  
4.2相干传递函数57 Svicw`uX0  
4.3光学传递函数60 |KMwK png  
4.3.1圆透镜61 [r#m +R"N  
4.3.2环形透镜64 7g7[a/Bts  
4.4三维传递函数的投影与截面65 uh<e-;vU  
4.4.1厚平面物体65 oKMr Pr[`  
4.4.2薄物体66 6*&$ha}X  
4.4.3线物体67 u
7/]Go44  
4.4.4点物体68 4'~zuUs
 
4.5聚焦和轴上传递函数69 B?nw([4m  
4.5.1聚焦传递函数69 L*#W?WMM v  
4.5.2轴上传递函数71 <9dfbI)  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 pN4gHi=  
4.7空间滤波原理及应用74 ,{C hHnJ%#  
4.7.1正弦光栅图像76 _LSp \{Z  
4.7.2相衬图像77 goqm6
L^Cu  
4.7.3光学数据处理78 BjyV&1tRV!  
4.7.4其他的空间滤波器80 c5em*qCw$  
参考文献81 dW5@Z-9  
第5章超短脉冲光束成像83 /lS5B6NU  
5.1超短脉冲光束的产生83 $TX]*hNn  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 d-cW47  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 *'cyFu$  
5.3.1圆孔87 T -p~8=I  
5.3.2圆屏91 oTN:Q"oK7?  
5.3.3锯齿孔92 k>)Uyw$!  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 yz<$?Gblz  
5.5薄透镜的点扩散函数95 &[z<p  
5.5.1色差效应96 fZiwuq!_  
5.5.2降低色度的方法98 Q?2GwN  
5.5.3单点的时间相关图像100  3GL,=q  
5.6薄透镜的传递函数102 ]!X[[w)  
5.6.1相干传递函数102 K>vi9,4/ks  
5.6.2光学传递函数105 U#G<cV79  
参考文献108 .% 79(r^  
第6章高数值孔径物镜成像109 {)n@Rq\=v  
6.1高数值孔径物镜的影响109 c6T[2Ig  
6.2德拜理论111 az1#:Go  
6.2.1德拜近似111 ]++,7Z\AU  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 ~l8w]R3A  
6.2.3傍轴近似114 r"9hpZH  
6.3切趾函数115 [XhG7Ly  
6.3.1正弦条件116 Yosfk\D  
6.3.2赫歇尔条件118 D>-srzw  
6.3.3均匀投影条件119 f>iDqC4  
6.3.4亥姆霍兹条件119 7?;ZE:  
6.4传递函数120 c'INmc I|  
6.4.1相干传递函数120 BJgHel+N  
6.4.2光学传递函数122 Urz
9S3#\  
6.5矢量德拜理论124 qjsEyro$-  
6.5.1矢量德拜积分124 w\RYxu?  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ,<BV5~T.|  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 Iw4[D#o  
6.6.1单电介质界面129 VXnWY8\  
6.6.2多介质界面132 R; ui 4wg6  
参考文献134 '=`af>Nc  
第7章有像差成像135 zZW5M^z8  
7.1有像差的衍射积分135 "%YVAaN  
7.1.1存在像差的德拜积分135 PLJDRp 2o  
7.1.2斯特列尔强度137 u2S8DuJ  
7.2像差函数的展开138 CofTTYl  
7.2.1位移定理138 PpLiH9}  
7.2.2泽尼克圆多项式138 9PUobV_^Wo  
7.3初级像差139 i#aKW'  
7.3.1初级像差的定义139 4F"%X&$  
7.3.2初级像差的表示140 CXBFR>"  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 5@J]#bp0M  
7.4初级像差的容限条件146 Rk-G|52g  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 o!lKP>  
7.4.2马雷查尔判据146 r~G amjS  
7.5折射率不匹配引起的像差147 q"5\bh1"  
7.5.1介质界面引起的球差147 Z*b$&nM  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 &;bey4_J  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ?[|A sw1t  
参考文献152 H.;2o(vD  
附录A傅里叶变换153 HV'M31m~q  
A.1一维傅里叶变换153 /BN=Kl]  
A.2二维傅里叶变换154 Y4+]5;B8  
A.3三维傅里叶变换154 j/jFS]
iC  
A.4傅里叶变换定理156 $DaQM'-  
附录B汉克尔变换158 _F(Np\%_  
附录CDelta函数160 WL|<xNL  
索引162 ]T{v~]7:{  
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