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。 'MVE5  
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目录 Mj2`p#5wKh  
中译本序 N7=lSBm  
原书前言 tHgu#k0  
第1章引言1 XOe)tz L  
1.1光学成像理论的*新进展1 Nb(c;|nV  
1.2本书内容概述2 }(FF^
Mh  
参考文献4 I($0&Y\De  
第2章衍射理论5 PFq1Zai}n|  
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 .hPk}B/KV  
2.1.1衍射的描述5 +" |?P  
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 /g(WCKva  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 avxr|uk  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 lkl+o&D9  
2.2.1格林函数8 mmRxs1 0$  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 Y=6569U2  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 Gl;xd  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 _c$l@8KS^  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 P'l'[Kz{'  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 O*
jTrZ(k  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 }$ C;ccWL  
2.3.3徳拜近似14 %k3A`ClW  
2.4傍轴近似14 /u?ZwoTzY  
2.4.1菲涅耳近似15 w=JO$7  
2.4.2夫琅禾费近似16 ,yf
2
kU  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 K@U[x,Sx  
2.5.1圆孔衍射17 N)CM^$(T|  
2.5.2圆屏衍射19 B6UTooj  
2.5.3锯齿孔径衍射21 \Hb"bv  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 %JoHc?  
参考文献26 ~/C9VR&  
第3章点扩散函数28 inQ1$  
3.1透镜的透过率28 l5P!9P  
3.2透镜的衍射30 $y{rM%6JU  
3.2.1圆透镜32 (r*"}"ZG  
3.2.2环形透镜36 -A1@a=q  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37 fj"1TtPq#  
3.3相干像的形成38 W2>VgMR [  
3.3.1透镜成像规律40 Y(mnGaVn  
3.3.2散焦效应42 l/xpAx  
3.3.3阿贝成像理论44 aoqG*qh}b  
3.4空间不变特性47 OKi}aQ2R*  
3.5非相干成像51 uSQlE=  
参考文献52 H^sImIEUT  
第4章传递函数分析53 " l;=jk]  
4.1传递函数介绍53 ExKyjWAJ  
4.2相干传递函数57 emT/5'y  
4.3光学传递函数60 80_}}op?8  
4.3.1圆透镜61 3R>"X c  
4.3.2环形透镜64 t4d^DZDh!  
4.4三维传递函数的投影与截面65 F%< ZEVm  
4.4.1厚平面物体65 .RW&=1D6  
4.4.2薄物体66 dp}s]`x+  
4.4.3线物体67 DMdVE P"m  
4.4.4点物体68 k^@dDLr"  
4.5聚焦和轴上传递函数69 mE"(d*fe'  
4.5.1聚焦传递函数69 #=uV, dw  
4.5.2轴上传递函数71 /$NR@56 \  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 D]=V6l=  
4.7空间滤波原理及应用74 U%rEW[j  
4.7.1正弦光栅图像76 lJvfgP-j  
4.7.2相衬图像77 "W^+NeLc  
4.7.3光学数据处理78 q:cCk#ra  
4.7.4其他的空间滤波器80 8hV>Q  
参考文献81 Yr)<1.K4,M  
第5章超短脉冲光束成像83 J7pF*2  
5.1超短脉冲光束的产生83  MFyi#nq  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 Nr"gj$v  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 H
#H[8#  
5.3.1圆孔87 VX:Kq<XwQ  
5.3.2圆屏91 #g#[|c.  
5.3.3锯齿孔92 Ua.%?V  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 ,K15KN.'  
5.5薄透镜的点扩散函数95 U<|*
V5   
5.5.1色差效应96 I]ZksC  
5.5.2降低色度的方法98 X=@bzL;eq  
5.5.3单点的时间相关图像100 @$fvhEkrT@  
5.6薄透镜的传递函数102 HDi_|{2^  
5.6.1相干传递函数102 S&F[\4w5]  
5.6.2光学传递函数105 Y41b8.|P+  
参考文献108 *+TO%{4  
第6章高数值孔径物镜成像109 ':|E$@$W  
6.1高数值孔径物镜的影响109 G:!3X)b  
6.2德拜理论111 #AH gY.  
6.2.1德拜近似111 f5z*AeI  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 U!jRF  
6.2.3傍轴近似114 Mw`S.M. B  
6.3切趾函数115  c?*x2Vk  
6.3.1正弦条件116 w~~[0e+E  
6.3.2赫歇尔条件118 Bs
R3$  
6.3.3均匀投影条件119 gI/
SA  
6.3.4亥姆霍兹条件119 p4uN+D`.U  
6.4传递函数120 siOyp]  
6.4.1相干传递函数120 *SYuq)  
6.4.2光学传递函数122 =j%ORD[  
6.5矢量德拜理论124 zmg :Z p=  
6.5.1矢量德拜积分124 oXQI"?^+  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 Y,m=&U  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 'soll[J  
6.6.1单电介质界面129 t(99m=9>  
6.6.2多介质界面132 
z $iI  
参考文献134 _xM}*_<VP  
第7章有像差成像135 ]P2Wa   
7.1有像差的衍射积分135 /~{fPS  
7.1.1存在像差的德拜积分135 YRu/KUT$ 7  
7.1.2斯特列尔强度137 -n:;/ere7-  
7.2像差函数的展开138 *-3*51 jW  
7.2.1位移定理138 Iv{uk$^7S  
7.2.2泽尼克圆多项式138 $\aJ.N6
rb  
7.3初级像差139  GG(}#Z5h  
7.3.1初级像差的定义139 r.' cjUs  
7.3.2初级像差的表示140 |ADg#oX  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 -+0!Fkt@,  
7.4初级像差的容限条件146 _6`H`zept  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ;?{OX  
7.4.2马雷查尔判据146 v<atic  
7.5折射率不匹配引起的像差147 @=?#nB&  
7.5.1介质界面引起的球差147 RijFN.s  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 ^V"
08  
7.6物镜管长变化导致的球差151 ;vUw_M{P=)  
参考文献152 Dc3bG@K*G  
附录A傅里叶变换153 #TI
lM]5%  
A.1一维傅里叶变换153 dF^`6-K1  
A.2二维傅里叶变换154 UAds$9  
A.3三维傅里叶变换154 o;v
_vCLO  
A.4傅里叶变换定理156 2U
3WH.o  
附录B汉克尔变换158 SQ`KR'E  
附录CDelta函数160
nc?Oj B  
索引162 eMjW^-RgE5  
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