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. Bwg\_:vq
 
《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。 D^e7%FX  
《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。 YN
31Lo  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 Z@bGLS  
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中文版序 `Aa*}1  
序 ,=Fn6'  
第1章 散斑的起源和表现 @O%d2bgEWV  
1.1 一般背景 -C<Ni  
1.2 散斑起因的直观解释 |=W=H6h*  
1.3 一些数学预备知识 f:|O);nM  
第2章 随机相幅矢量和 {r2fIj~V  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 A/#Xr  
2.2 有大量独立步数的随机行走 K JX@?
1"  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 Z-B b,8  
2.4 随机相幅矢量和之和 y:3d`E4Xw  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 v9R"dc]0h  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 DRw;.it2  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 37QXML  
3.1 强度的定义 nfbqJ  
3.2 强度和相位的一阶统计 @"E{gM@B  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 xMAb=87_  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 u t4+c0  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 'fkaeFzOl  
3.3 散斑图样的和 }^R_8{>k  
3.3.1 在振幅基础上求和 2?bE2^6  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 J%n{R60b  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 Nu%:7  
3.3.4 相关散斑强度的和 `Ufv,_n  
3.4 部分偏振散斑 C5^eD^[c  
3.5 部分散射散斑 g2'Q
)w  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 U\\nSU  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 &`J?`l X  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 <7%4=  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 bhb*,iWA  
第4章 散斑的高阶统计性质 A,)G$yT\  
4.1 多元高斯统计 N2x!RYW  
4.2 对散斑场的应用 =!cI@TI  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 +$x;FT&  
4.3.1 振幅的联合密度函数 A->y#KQ  
4.3.2 相位联合密度函数 5h4E>LB.B  
4.3.3 强度的联合密度函数 L!]~J?)  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 2!4.L&Ki  
4.4.1 自由空间传播光路 U~w g'  
4.4.2 成像光路 4Dd7I  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 VI(;8  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 K{s%h0  
4.5.1 面散射与体散射的对比 Iu -CXc  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 ?$T39U^  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 N3`W%ws`~  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 U8b1 sz  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 j_r7oARL  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 v8`)h<:W?  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 M:~/e8Xv  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 d$G<g78D  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 (3
=(g  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 n6a*|rE  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 @-ma_0cZQ  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 0kD8wj%  
4.7.1 背景 $.z~bmH"D  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数
vsM] <t  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 -*K!JC-  
4.7.4 散斑强度的微商 f2#9E+IQ  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 v0dFP0.;&  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 |;-,(509  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 Uq,M\V\  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 hCLXL  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 `37GVo4  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 ] _/d  
第5章 抑制散斑的光学方法 Iy}r'#N  
5.1 偏振的多样化 3PonF4  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 wnE c   
5.2.1 背景 Ur626}  
5.2.2 光滑的物 %acy%Sy  
5.2.3 粗糙的物 aqb;H 'F  
5.3 波长和角度的多样化 t|X |67W  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 !_`T8pJ`  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 ,qRSB>5c  
5.3.3 成像光路 F$K-Q;r]<  
5.4 减弱时间和空间相干性 p0.?R  
5.4.1 光学中的相干性概念 fx
DY:l  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 {I|k@  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 K;f'&9-+i,  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 n/"T7Y\2  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 r<oI4px  
5.6 复合散斑抑制技术 k"SmbFn%N0  
第6章 某些成像应用中的散斑 \ooqa<_  
6.1 眼睛中的散斑 |zu>G9m  
6.2 全息术中的散斑 xaerM
r  
6.2.1 全息术的原理 NEO~|B*oDU  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 'D-#,X C  
6.3 光学相干层析术中的散斑 K]bS:[34 R  
6.3.1 OCT成像技术简介 er5}=cFZ  
6.3.2 OCT的分析 zJMKgw,i*  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 s\&_Kbw]c  
6.4 光学投影显示中的散斑 %6<
Pt  
6.4.1 投影显示的剖析 lq@Vb{Z  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 ]tZ5XS  
6.4.3 偏振多样性 UBRMV s  
6.4.4 运动屏幕 |4Ix2GD  
6.4.5 波长多样性 Snt=Hil`  
6.4.6 角度多样性 JMOP/]%D  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 F!>K8
q  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 nRQIrUNq  
6.4.9 专门设计的屏幕 wc%  
6.5 投影微光刻中的散斑 T , =ga  
6.5.1 准分子激光的相干性质 A!k}  
6.5.2 时域散斑 x=B+FIJ  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 U30)r+
&  
第7章 某些非成像应用中的散斑 ~+>M,LfK  
7.1 多模光纤中的散斑 LbR/it'}  
7.1.1 光纤中的模式噪声 l7{hq}@;cC  
7.1.2 限定散斑的统计性质 ?<frU ,{  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 z K8#gif@  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 FA^x|C=$  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 %Z{J=  
7.2.2 低光照水平下的散斑 d L%
E0o  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 Xs?7Whc6  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 t=\V&,  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 ;(0:6P8I  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 X}zKV  
第8章 散斑与计量学 M]` Q4\  
8.1 散斑照相术 #
>'1oC{  
8.1.1 面内位移 .%wEuqW=0  
8.1.2 仿真 H5RHA^p|  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 'v|2}T*  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 6 qKIz{;  
8.1.5 多散斑图窗口分析 C6"!'6 W  
8.1.6 物体转动 h.=B!wKK  
8.2 散斑干涉术 lIjHd#q-C  
8.2.1 使用照相探测的系统 L7Oytdc<  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) IPxfjBC+J  
8.2.3 剪切散斑干涉术 eBAB7r/7  
8.3 从条纹图样到相位分布图 S,(@Q~  
8.3.1 傅里叶变换法 `4EOy:a  
8.3.2 相移散斑干涉术 u}%&LI`.  
8.3.3 相位展开 yL Q&
<\  
8.4 用散斑测量振动 C-Fp)Zs{0  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 j[U0,]  
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 3sZK[Y|ax  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 #6H<JB  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 H4:TYh  
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 sId5pY!  
第9章 通过大气成像中的散斑 ,;d9uG2  
9.1 背景 Na~_=3+a  
9.1.1 大气中折射率的涨落 ;5|EpoM  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 NUnP'X=J,  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 3N*Shzusbt  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 "tj#P  
9.5 天文散斑干涉测量术 Zj7XmkL  
9.5.1 可恢复的物信息 b/K&8C,c  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 %xZ.+Ff%  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 {H+?DMh  
9.6.1 交叉频谱传递函数 m~U{ V9;*  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 f<;9q?0VF  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 `2fuV]FW  
9.7.1 双频频谱传递函数 blN1Q%m6  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 w%_BX3GTO  
9.8 散斑相关成像术 |wb7`6g  
附录A 散斑场的线性变换 JZXc
1R| 9  
附录B 部分散射散斑的对比度 _(z"l"l=$  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 O^xt  
C.1 相关矩阵 aXJe"IT.u  
C.2 相位微商的联合密度函数 7}x-({bqy  
C.3 强度微商的联合密度函数 @iP6N  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 3 #wj
-  
D.1 自由空间光路 "|G,P-5G"  
D.2 成像光路 5->PDp  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 ;Pa(nUE@  
E.1 随机相位漫射体 Td F<  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 ~JNuy"8  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 $KKaA{0-  
附录F 限定散斑的统计 }6bLukv  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 YiCDV(prT  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 \fz j fZ1n  
G.2 成像光路中的散斑模拟 lX4p'R-h  
参考文献 |d3agfS[n  
汉英对照索引 |:#mw1  
…… J7_H.RPa  
0/ Ht;(