光学中的散斑现象:理论与应用,作者:(美国)古德曼(Joseph W.Goodman)

光学中的散斑现象:理论与应用(Speckle Phenomena in Optics:Theory and Applications),作者:(美国)古德曼(Joseph W.Goodman)  译者:曹其智 陈家璧  注释 解说词:秦克诚. O[C4xq  
《光学中的散斑现象:理论与应用》内容简介：散斑效应出现在几乎所有的激光应用领域中，包括相干光成像、全息术、光学相干层析、激光投影显示、微光刻、多模纤维通信、光学雷达、计量等。散斑在其他一些领域(比如天文成像)中也有显著的效应。《光学中的散斑现象:理论与应用》系统而全面地描述了散斑现象，分析了其形成的原因及性质，讨论了抑制散斑的方法及其在多种应用领域中的效应。 erUYR"  
《光学中的散斑现象:理论与应用》针对有一定理论基础和实践经验的读者，他们已熟练掌握傅里叶分析，并了解随机过程的广泛丰富的概念。《光学中的散斑现象:理论与应用》可用做高校有关专业的研究生教材，或有关领域的研究人员或工程师的参考书。 aE`d[dSG  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 ^'V :T Y  

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中文版序 \x}\)m_7M<  
序 2]5{Xmmo9  
第1章 散斑的起源和表现 h= sNj  
1.1 一般背景 E&P2E3P  
1.2 散斑起因的直观解释 v4n< G-  
1.3 一些数学预备知识 "r-P[EKpL  
第2章 随机相幅矢量和 #0P_\X`E   
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 3T2]V?   
2.2 有大量独立步数的随机行走 }xk(aM_  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 __g k:a>oQ  
2.4 随机相幅矢量和之和 9D3{[  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 T+<.KvO-  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 `5IrV&a  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 vQljxRtW  
3.1 强度的定义 eThaH0  
3.2 强度和相位的一阶统计 T-e
n|.  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 N,Eap KG  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 $^ws#}j  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 K*>%,mP$i  
3.3 散斑图样的和 I,{YxY[$7  
3.3.1 在振幅基础上求和 XMrk2]_  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 4E39]vb  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 0<uek  
3.3.4 相关散斑强度的和 & o5x  
3.4 部分偏振散斑
;Bs~E  
3.5 部分散射散斑 *q=T1JY  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 mM,HMrgLqK  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 }KI/fh  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 Q/+`9z+c  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 Jb QK$[z"  
第4章 散斑的高阶统计性质 8s1nE_3  
4.1 多元高斯统计 rAH!%~  
4.2 对散斑场的应用 C^J<qq&  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 {zwH3)|Hn  
4.3.1 振幅的联合密度函数 nkW})LyB\  
4.3.2 相位联合密度函数 ]`/>hH>+~9  
4.3.3 强度的联合密度函数 !T
{+s T  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 q[&Kr+)j  
4.4.1 自由空间传播光路 UMoj9/-  
4.4.2 成像光路 Q(bOar5  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 Q^(CqQo!<  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 8xPt1Sotq[  
4.5.1 面散射与体散射的对比 ]r Uj<[O  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 0k]Ap
W  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 SqM>xm  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 uJw?5kEbv<  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 jn<?,UABD  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 \P<aK$g  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 XO+BZB`F  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 im<bo Mv  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 R}nvSerVb  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 aLa<zEssz  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 IO\l8G  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 lsz3'!%Y)  
4.7.1 背景 UA>=# $  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 ?I}RX~Tgg  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 m2PUU/8B/  
4.7.4 散斑强度的微商 >y3FU1w5d  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 ${f<}  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 fAsb:P  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 S!(3-{nC  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 TSB2]uH  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 &jE\D^>ko  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 &dyQ6i$],  
第5章 抑制散斑的光学方法 W$4$%r8  
5.1 偏振的多样化 J p
'^!  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 yf&g
\ke  
5.2.1 背景 )DgXsT  
5.2.2 光滑的物 Ku(YTXtK  
5.2.3 粗糙的物 `YNzcn0x  
5.3 波长和角度的多样化 2"IV  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 e?>  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 bMO^}qR`  
5.3.3 成像光路 9\Ii$Mp  
5.4 减弱时间和空间相干性 rzfLp  
5.4.1 光学中的相干性概念 @8L5UT  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 ] ZV[}7I.  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 CMj =4e  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 ;UQGi}?CD  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 ? i{?Q,  
5.6 复合散斑抑制技术 W A/dt2D|  
第6章 某些成像应用中的散斑 Hjm> I'9  
6.1 眼睛中的散斑 ^ZwZz
e:2  
6.2 全息术中的散斑 5YY5t^T  
6.2.1 全息术的原理 sxNf"C=-.  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 Y2`sL,'h  
6.3 光学相干层析术中的散斑 Qi18q|l8v  
6.3.1 OCT成像技术简介 Z"`w>c.  
6.3.2 OCT的分析 _*mn4n=  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 hb`9Vn\-E  
6.4 光学投影显示中的散斑 j~q 7v `":  
6.4.1 投影显示的剖析 "Z.6@ c7  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 irt9%w4"  
6.4.3 偏振多样性 H$`U] =s|  
6.4.4 运动屏幕 z 
!K2UTX  
6.4.5 波长多样性 S\GWMB!oF  
6.4.6 角度多样性 =o#Z?Bn5  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 vjEDd`jYZ  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 m$vq%[/#  
6.4.9 专门设计的屏幕 >Pw5!i\  
6.5 投影微光刻中的散斑 "wcaJ;Os  
6.5.1 准分子激光的相干性质 U0&myj 8L  
6.5.2 时域散斑 %' DOFiU  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 0#V"   
第7章 某些非成像应用中的散斑 )!8qJQD  
7.1 多模光纤中的散斑 cv'8_3  
7.1.1 光纤中的模式噪声 /YJo"\7  
7.1.2 限定散斑的统计性质 !>48`o^  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 <cTX;&0=  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 $kUB%\`  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 q{w|`vIb  
7.2.2 低光照水平下的散斑 !tq]kKJ3:  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 <B6md i'R  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 LUQ.=:mBR  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 8"h;+;  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 V(ELrjB0  
第8章 散斑与计量学 x^lcT  
8.1 散斑照相术 ~XR('}5D  
8.1.1 面内位移 c=v016r\  
8.1.2 仿真 Xu-~j!  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 [4"(\r\f  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 u62H+'k}F  
8.1.5 多散斑图窗口分析 r_+Vb*|Y  
8.1.6 物体转动 d+DO}=]  
8.2 散斑干涉术 gC$_yd6m L  
8.2.1 使用照相探测的系统 ?mNB:-Q  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) "Q@m7j)(  
8.2.3 剪切散斑干涉术 \&
F4Wl>`  
8.3 从条纹图样到相位分布图 Kbu>U{'  
8.3.1 傅里叶变换法 ]xRR/S4  
8.3.2 相移散斑干涉术 !oH{=.w  
8.3.3 相位展开 |k}<Zz1UM  
8.4 用散斑测量振动 :!Ci#[g  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 qJG;`Ugl:  
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 c/Pql!h+  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 `:&RB4Z  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 U$2
Em0HO}  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 5(<O?#P  
第9章 通过大气成像中的散斑 ?NA$<0  
9.1 背景 ULK]' Rn  
9.1.1 大气中折射率的涨落 'xS@cFo(  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 0MRWx%CR  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 >/-H!jUF]  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 xd{.\!q.  
9.5 天文散斑干涉测量术 %oiF} >  
9.5.1 可恢复的物信息 3I 0pHP5  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 O _9r-Zt^  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 _i>_Sn1"  
9.6.1 交叉频谱传递函数 2S7BzZ/  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 <lzC|>BG  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 SY Bp-o  
9.7.1 双频频谱传递函数 0[UI'2  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 h[dJNawL  
9.8 散斑相关成像术 M4Cb(QAVP  
附录A 散斑场的线性变换 QtfL'su:  
附录B 部分散射散斑的对比度 k -G9'c~  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 O.jm{x!
m  
C.1 相关矩阵 _#\Nw0{  
C.2 相位微商的联合密度函数 $6m@gW]N  
C.3 强度微商的联合密度函数 6wpW!SWD  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析
)q{qWobS0  
D.1 自由空间光路 e!J5h<:  
D.2 成像光路 B-g-T>8  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 _N;@jq\q  
E.1 随机相位漫射体 C9+rrc@4  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 E^J &?
-  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 |6^a[x3/U  
附录F 限定散斑的统计 xDeM7L'  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 6n/=n%US  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 RF*>U a  
G.2 成像光路中的散斑模拟 ?5't1219  
参考文献 od#L
ad@p  
汉英对照索引 v8F{qT50  
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