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。 OlxX.wP  
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目录 (I{ $kB"p  
中译本序 %up}p/?  
原书前言 1'6cGpZY  
第1章引言1 *i$ePVU  
1.1光学成像理论的*新进展1 lS{r=y_0.  
1.2本书内容概述2 YpdNX.P,  
参考文献4 ,7|;k2  
第2章衍射理论5 XeUC0K[D  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 y[0`hSQ)~  
2.1.1衍射的描述5 lm'Zy"~::  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 ED![^=  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 NWmtwS+@  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 *QE<zt  
2.2.1格林函数8 yno('1B@  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 <o:@dS  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 v.Ogf5  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 W^g[L:s  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 4cCF\&yU  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ^9"KTZc-*  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ),@f6](  
2.3.3徳拜近似14 US?Rr  
2.4傍轴近似14 H*e'Cs/  
2.4.1菲涅耳近似15 "c`xH@D  
2.4.2夫琅禾费近似16 +1{fzb>9_  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 (!K+P[g  
2.5.1圆孔衍射17 va{#RnU  
2.5.2圆屏衍射19 v%{0 Tyk  
2.5.3锯齿孔径衍射21 Ef7:y|?  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ]j.k?P$U}  
参考文献26 &m{'nRU}c  
第3章点扩散函数28 z YDK $  
3.1透镜的透过率28 k1
N$+h ;\  
3.2透镜的衍射30 iL?iz?+.%@  
3.2.1圆透镜32 )ctr"&-  
3.2.2环形透镜36 @Gjny BJ  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 vahoSc;sw  
3.3相干像的形成38 y62%26 [  
3.3.1透镜成像规律40 sy<iKCM\  
3.3.2散焦效应42 O+.*lo
 
3.3.3阿贝成像理论44 J=WB6zi  
3.4空间不变特性47 P{oAObP%  
3.5非相干成像51 W"(
u^}  
参考文献52 \SYvD y]  
第4章传递函数分析53 -wr(
vE,  
4.1传递函数介绍53 Px4/O~bLk  
4.2相干传递函数57 ,jh~;, w2  
4.3光学传递函数60 f{Qp  
4.3.1圆透镜61 F&@|M(  
4.3.2环形透镜64 o42`z>~  
4.4三维传递函数的投影与截面65 +g
\;bLT  
4.4.1厚平面物体65 OeTu?d&N  
4.4.2薄物体66 h W.2p+  
4.4.3线物体67 `
^8*<+  
4.4.4点物体68 $B _Nc*_e  
4.5聚焦和轴上传递函数69 Lx+`<<_dJ  
4.5.1聚焦传递函数69 T1~)^qQ  
4.5.2轴上传递函数71 wly>H]i'  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 .LE+/n  
4.7空间滤波原理及应用74 TgaYt\"i[  
4.7.1正弦光栅图像76 Pz~q%J  
4.7.2相衬图像77 wGXwzU  
4.7.3光学数据处理78 R^{xwI  
4.7.4其他的空间滤波器80 dtW0\
^ .L  
参考文献81 ToU.mM?f^  
第5章超短脉冲光束成像83 o~~9!\  
5.1超短脉冲光束的产生83 @ ^.*$E5  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 fi=?n{e'  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 mTj
m92  
5.3.1圆孔87 sc 
xLB;  
5.3.2圆屏91 ^5

)_wUf  
5.3.3锯齿孔92 x;U|3{Io  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 jH0Bo;  
5.5薄透镜的点扩散函数95 yh!B!v'  
5.5.1色差效应96 ^ KAG|r9  
5.5.2降低色度的方法98 !J#.!}3  
5.5.3单点的时间相关图像100 Yo'K pdn  
5.6薄透镜的传递函数102 n6cq\@~A  
5.6.1相干传递函数102 B)a@fmp"a  
5.6.2光学传递函数105 W78o*z[O  
参考文献108 AN10U;p/O  
第6章高数值孔径物镜成像109 #: hVF/  
6.1高数值孔径物镜的影响109 Tk+DPp^  
6.2德拜理论111 on50+)uN  
6.2.1德拜近似111 BTs0o&}e  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 x7gjG"V  
6.2.3傍轴近似114 "^"'uO$
 
6.3切趾函数115 ADBpX>  
6.3.1正弦条件116 F@<MT<TRf  
6.3.2赫歇尔条件118 !3x*k
;0  
6.3.3均匀投影条件119 m<FK;   
6.3.4亥姆霍兹条件119 AfE%a-;:  
6.4传递函数120 {Q<0\`A  
6.4.1相干传递函数120 +2yF|/WW#  
6.4.2光学传递函数122 ,aO@.<"  
6.5矢量德拜理论124 Mdm0g  
6.5.1矢量德拜积分124 @LC~*_y   
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 'a_s%{BJXg  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 g< )72-h  
6.6.1单电介质界面129 X7&U3v  
6.6.2多介质界面132 u*k*yWdr  
参考文献134 "aA_(Ydzj  
第7章有像差成像135 -pX|U~a[  
7.1有像差的衍射积分135 x\]z j!  
7.1.1存在像差的德拜积分135 w .l|G,%=  
7.1.2斯特列尔强度137 9<Ag1l  
7.2像差函数的展开138 MA"#rOcP  
7.2.1位移定理138 qOgtGN}k  
7.2.2泽尼克圆多项式138 kYtHX~@  
7.3初级像差139 \bRy(Z)  
7.3.1初级像差的定义139 "cQvd(kug  
7.3.2初级像差的表示140 z+Z%H#9e  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 ,5:![  
7.4初级像差的容限条件146 MC6)=0:KX  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 /x O{ .dr  
7.4.2马雷查尔判据146 ##2`5i-x  
7.5折射率不匹配引起的像差147 ?q6Z's[  
7.5.1介质界面引起的球差147 Kt6C43]7  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 jQs*(=ls  
7.6物镜管长变化导致的球差151 A`Q >h{  
参考文献152 nHVPMi>  
附录A傅里叶变换153 V0S6M^\DK  
A.1一维傅里叶变换153 1^tSn#j  
A.2二维傅里叶变换154 !c."   
A.3三维傅里叶变换154 N+hedF@ZU  
A.4傅里叶变换定理156 ~K%k 0kT  
附录B汉克尔变换158 *@~`d*d  
附录CDelta函数160 a>?p.!BM  
索引162 ]'6'<S  
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