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。 BC]?0
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目录 ap~^Ty<>  
中译本序 v@Ox:wl>  
原书前言 SB7c.H,  
第1章引言1 Il.K"ll  
1.1光学成像理论的*新进展1 b[7]F  
1.2本书内容概述2 8X0z~&  
参考文献4 'n|5ZhXPB  
第2章衍射理论5 }`"6aM   
2.1惠更斯–菲涅耳原理5 MW{8VH6+  
2.1.1衍射的描述5 
Sc   
2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 G\?YK.Y>  
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 Fx+*S3==%e  
2.2基尔霍夫标量衍射理论8 Q,9oKg  
2.2.1格林函数8 D6^6}1WI  
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 y?:.;%!E  
2.2.3基尔霍夫边界条件10 JCaOK2XT;  
2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 :Yks|VJ1  
2.3瑞利–索末菲衍射理论11 CP{cAzHO  
2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 3,=6@U  
2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 ?s _
5&j7  
2.3.3徳拜近似14 o]:9')5^  
2.4傍轴近似14 v}x&?fU `  
2.4.1菲涅耳近似15 '{`$#@a.  
2.4.2夫琅禾费近似16 |I|fMF2K  
2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 d/Q%IeEL.  
2.5.1圆孔衍射17 yWya&|D9  
2.5.2圆屏衍射19 F>cv<l =6l  
2.5.3锯齿孔径衍射21 N?>vd*  
2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Faf&U%]*`  
参考文献26 :c[L3rJl  
第3章点扩散函数28 U?=Dg1  
3.1透镜的透过率28 o lxByzTh>  
3.2透镜的衍射30 JZ#[ 2mLh  
3.2.1圆透镜32 h@h!,;  
3.2.2环形透镜36 IMfqiH)  
3.2.3“甜甜圈”形透镜37
m_l[MG\  
3.3相干像的形成38 5Dl/aHb  
3.3.1透镜成像规律40 ;'Nd~:-]  
3.3.2散焦效应42 3&/Ixm:  
3.3.3阿贝成像理论44 ``Un&-Ms  
3.4空间不变特性47 LDg?'y;2  
3.5非相干成像51 h*Pc=/p  
参考文献52 -tNUMi'  
第4章传递函数分析53 w-{c.x  
4.1传递函数介绍53 Ki~1qu:  
4.2相干传递函数57 VQ{fne<  
4.3光学传递函数60
69 o7EA  
4.3.1圆透镜61 $j?1g#  
4.3.2环形透镜64 V/;B3t~f  
4.4三维传递函数的投影与截面65 xjUtl  
4.4.1厚平面物体65 U3:j'Su4H?  
4.4.2薄物体66 6i*sm.SDw  
4.4.3线物体67 W,-g=6,  
4.4.4点物体68 
IkXx# )  
4.5聚焦和轴上传递函数69 ;Z
G\p TCA  
4.5.1聚焦传递函数69 }#E[vRf  
4.5.2轴上传递函数71 GDy9qUV  
4.6相干成像和非相干成像的比较72 \r>6`-cs]  
4.7空间滤波原理及应用74 hiw|2Y&`  
4.7.1正弦光栅图像76 Y]5l.SV  
4.7.2相衬图像77  v<:R#  
4.7.3光学数据处理78 gl_^V&c  
4.7.4其他的空间滤波器80 }-3mPy(*%  
参考文献81 e NafpK  
第5章超短脉冲光束成像83 :#~j:C|  
5.1超短脉冲光束的产生83 PJ'E/C)i  
5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 w8D"CwS1Rx  
5.3脉冲光束照射下的衍射87 a -moI+y  
5.3.1圆孔87 WSY}d Vr  
5.3.2圆屏91 ;xs"j-r/  
5.3.3锯齿孔92 Q?/o%`N  
5.4材料色散对透镜透过率的影响94 V,?yPi$#E  
5.5薄透镜的点扩散函数95 -[DOe?T  
5.5.1色差效应96 {$Gd2gO  
5.5.2降低色度的方法98 9 5RBO4w%w  
5.5.3单点的时间相关图像100 O s.4)  
5.6薄透镜的传递函数102 ]}(H0?OQR  
5.6.1相干传递函数102 E\2%
E@0#  
5.6.2光学传递函数105 @k/NY*+  
参考文献108 9]wN Bd  
第6章高数值孔径物镜成像109 M[112%[+4  
6.1高数值孔径物镜的影响109 r{%qf;  
6.2德拜理论111 M+9gL3W  
6.2.1德拜近似111 (DP &B%Sf  
6.2.2圆透镜的德拜积分112 KFkoS0M5|  
6.2.3傍轴近似114 w(TJ*::T  
6.3切趾函数115 qXjxNrK  
6.3.1正弦条件116 QS]1daMIK<  
6.3.2赫歇尔条件118 lR6x3C H@  
6.3.3均匀投影条件119 v2;`f+  
6.3.4亥姆霍兹条件119 CoAvSw  
6.4传递函数120 ;?g6QIN9  
6.4.1相干传递函数120 ; p{[1  
6.4.2光学传递函数122 M|(Q0 _8  
6.5矢量德拜理论124 Vr1<^Ib  
6.5.1矢量德拜积分124 |WdPE@P  
6.5.2焦面矢量点扩散函数126 %\Mo-Ow!\  
6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 f &wb  
6.6.1单电介质界面129 \<6CZ  
6.6.2多介质界面132 x*&|0n.D  
参考文献134 A^EE32kbm  
第7章有像差成像135 2Jmz(cH%  
7.1有像差的衍射积分135 FzXJ]H  
7.1.1存在像差的德拜积分135 A4<Uu~  
7.1.2斯特列尔强度137 :7?FF'u  
7.2像差函数的展开138 'xg Lt(  
7.2.1位移定理138 p >t#@Eu|  
7.2.2泽尼克圆多项式138 ;Nj7qt  
7.3初级像差139 B=A [ymm  
7.3.1初级像差的定义139 6ez<g Uf  
7.3.2初级像差的表示140 KX7>^Bt&k  
7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 TLe~y1dwY=  
7.4初级像差的容限条件146 9lH?-~9  
7.4.1瑞利四分之一波长准则146 l9u!aD  
7.4.2马雷查尔判据146 cFnDmtI:  
7.5折射率不匹配引起的像差147 *6F[t.Or  
7.5.1介质界面引起的球差147 Eq\M;aDq  
7.5.2由盖玻片导致的球差150 T+K):ug  
7.6物镜管长变化导致的球差151 E5lBdM>2  
参考文献152 !*. -`$x  
附录A傅里叶变换153 6Yxh9*N~]  
A.1一维傅里叶变换153 f|lU6EkU  
A.2二维傅里叶变换154 !|S43i&p  
A.3三维傅里叶变换154 j578)
!aJ  
A.4傅里叶变换定理156 >!1.  
附录B汉克尔变换158 5m(^W[u `  
附录CDelta函数160 /j|G(vt5  
索引162 28J^
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