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。 @H6%G>K
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目录 l-XnB   
中译本序 -&$%|cyThQ  
原书前言 $.;iu2iyo  
第1章引言1 ]M uF
9={  
1.1光学成像理论的*新进展1 ;tm3B2  
1.2本书内容概述2 +<z7ds{Z  
参考文献4 aw]8V:)$J  
第2章衍射理论5
DVbYShB  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 &hO$4qtN  
2.1.1衍射的描述5 @::lJDGVv  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 :bI,rEW#_  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 TX&[;jsj  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 BL7>dZOa  
2.2.1格林函数8 mqubXS;J|P  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 Kjv2J;Xuh  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 @PKAz&0  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 Zi ma^IL  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 @kS|Jz$iY  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 { qjUI  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 xiEcEz'lk  
2.3.3徳拜近似14 W%=Zdm rv  
2.4傍轴近似14 V,E9Uds  
2.4.1菲涅耳近似15 haN"/C^  
2.4.2夫琅禾费近似16 ]!q }|bP  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 g^qz&;R]  
2.5.1圆孔衍射17 `d.Gw+Un  
2.5.2圆屏衍射19 r}Ltv?4  
2.5.3锯齿孔径衍射21 L(W%~UGN V  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24
B$@1QG  
参考文献26 \MF3CK@/  
第3章点扩散函数28 !'+\]eA  
3.1透镜的透过率28 6Q?BwD+>  
3.2透镜的衍射30 9fCiLlI  
3.2.1圆透镜32 _xa}B,H  
3.2.2环形透镜36 U<K|jsFo  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 |{zHM23gD  
3.3相干像的形成38 g9M')8a n  
3.3.1透镜成像规律40 u<$S>  
3.3.2散焦效应42 A{G5Plrh  
3.3.3阿贝成像理论44 lp?i_p/z  
3.4空间不变特性47 F@B  
3.5非相干成像51 HI}pX{.\  
参考文献52 fLLnf].O  
第4章传递函数分析53 xV"6d{+  
4.1传递函数介绍53 }_Tt1iai*  
4.2相干传递函数57 h<+PP]l=  
4.3光学传递函数60 5`(((_Um+  
4.3.1圆透镜61 [8{_i?wY  
4.3.2环形透镜64 pK-_R#  
4.4三维传递函数的投影与截面65 [c,
|Lw4  
4.4.1厚平面物体65 2,rY\Nu_  
4.4.2薄物体66 @$2`DI{_^  
4.4.3线物体67 +8MW$ m$  
4.4.4点物体68 3WQRN_  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ,R7=]~<io"  
4.5.1聚焦传递函数69 f6keWqv<GW  
4.5.2轴上传递函数71 Y{+zg9L*  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 =>gyc;{2K<  
4.7空间滤波原理及应用74 !%SdTaC{T  
4.7.1正弦光栅图像76 aeN}hG  
4.7.2相衬图像77 yBpW#1=  
4.7.3光学数据处理78 v!WU |=u  
4.7.4其他的空间滤波器80 \]tq7  
参考文献81 j<`I\Pmv  
第5章超短脉冲光束成像83 ]2hF!{wc  
5.1超短脉冲光束的产生83 0IoXDx  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 K,`).YK  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 R[mH35D/  
5.3.1圆孔87 L,s|gtv  
5.3.2圆屏91 0"wbcAh)  
5.3.3锯齿孔92 C:|q'"F  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 WZ-4^WM=!  
5.5薄透镜的点扩散函数95 L8,H9T#e  
5.5.1色差效应96 ;oN{I@}k  
5.5.2降低色度的方法98 wgSR*d>y*9  
5.5.3单点的时间相关图像100 $Uv<LVd(  
5.6薄透镜的传递函数102 Pn'QOVy  
5.6.1相干传递函数102 .y/NudD  
5.6.2光学传递函数105 [ZL r:2+z  
参考文献108 y9
l#;<b  
第6章高数值孔径物镜成像109 3&drof\{  
6.1高数值孔径物镜的影响109 3B!&ow<rt  
6.2德拜理论111 J4Q)`Y\~  
6.2.1德拜近似111 ~:P8g<w  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 2n-Tpay0  
6.2.3傍轴近似114 :IP;FrcMP  
6.3切趾函数115 S0Rf
>Eo4  
6.3.1正弦条件116 ihpz}
g  
6.3.2赫歇尔条件118 .N-'; %8  
6.3.3均匀投影条件119 E.7AbHph0  
6.3.4亥姆霍兹条件119 o{S}e!V
b  
6.4传递函数120 #Tgz,e9  
6.4.1相干传递函数120 Ee$"O6*!  
6.4.2光学传递函数122 :FKYYH\  
6.5矢量德拜理论124 1pYmtr  
6.5.1矢量德拜积分124 T@d_t  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 Mc#O+'](f  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 = C$@DNEc  
6.6.1单电介质界面129  Rsa\V6N>  
6.6.2多介质界面132
-Y 6.?z  
参考文献134 .yFg$|yG  
第7章有像差成像135 aOAwezfYR  
7.1有像差的衍射积分135 ZF/J/
;uI  
7.1.1存在像差的德拜积分135 A .jp<>  
7.1.2斯特列尔强度137 ^w&5@3d  
7.2像差函数的展开138 PJSDY1T  
7.2.1位移定理138 e GqvnNv  
7.2.2泽尼克圆多项式138 #(26t _a  
7.3初级像差139 )\I? EU8  
7.3.1初级像差的定义139 @gu77^='  
7.3.2初级像差的表示140 :#Ex3H7  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 dc\u$'F@S  
7.4初级像差的容限条件146 =Nv=Q mO  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 >H=Q$gI  
7.4.2马雷查尔判据146 "t%1@b*u  
7.5折射率不匹配引起的像差147 5b{yA~ty  
7.5.1介质界面引起的球差147 =?`y(k4a  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 I 1VEm?CQ  
7.6物镜管长变化导致的球差151 <De3mZb  
参考文献152 yG4LQE  
附录A傅里叶变换153 !e#I4,fn  
A.1一维傅里叶变换153 YjIED,eRv  
A.2二维傅里叶变换154 D<D k1  
A.3三维傅里叶变换154 JQbMw>Y  
A.4傅里叶变换定理156 wk@(CKQzI,  
附录B汉克尔变换158 WV!kA_  
附录CDelta函数160 Vx7Dl{?{'  
索引162 Ei?9M
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