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. XdR^,;pWE  
《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。 qIIl,!&}A  
《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。 z8"(Yy7m  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 Q:4euhz*  

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中文版序 Z} 8
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序 &xGcxFd  
第1章 散斑的起源和表现 B
Vt)~HZ  
1.1 一般背景 'n)]"G|  
1.2 散斑起因的直观解释 XZk?aik}`  
1.3 一些数学预备知识 ;1&7v  
第2章 随机相幅矢量和 GGY WvGE+  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 Rf~? u)h1  
2.2 有大量独立步数的随机行走 ?l3PDorR  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 y,`SLgBID  
2.4 随机相幅矢量和之和 !PFc)J  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 {J}Zv5  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 %z_PEqRj  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 H#LlxD)q  
3.1 强度的定义 kdX]Afyj  
3.2 强度和相位的一阶统计 B-<H8[GkG1  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 f[bx|6  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 Ba9le|c5  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 .\?)O+J!  
3.3 散斑图样的和 *)2&gQ&%+  
3.3.1 在振幅基础上求和 ^@&RJa-kb  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 qOV6Kh)  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 GV5hmDzRs  
3.3.4 相关散斑强度的和 lP!`lhc-^  
3.4 部分偏振散斑 m 8Q[+_:$H  
3.5 部分散射散斑 Lb'HM-d  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 } h.]sF  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 wuv2bd )+  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 O%(E 6 n  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 @"6dq;"  
第4章 散斑的高阶统计性质 Felu`@b  
4.1 多元高斯统计 drJ<&1O  
4.2 对散斑场的应用 6<h?%j(  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 G|Du/XYh  
4.3.1 振幅的联合密度函数 pN[G?A  
4.3.2 相位联合密度函数 f2sv$#'  
4.3.3 强度的联合密度函数 `XwFH#_  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 PF,|Wzx  
4.4.1 自由空间传播光路 =
]pcC  
4.4.2 成像光路 qc*z`Wz:  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 2Mc}>UI?eO  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 Z;^U
Y\&X  
4.5.1 面散射与体散射的对比
'NM$<<0  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 YGBVGpE9  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 ?lh `>v  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 Ip/_uDi+!Z  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 8+Y+\XZG  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 D Hkmn  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 Mh04O@"  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 +H[GD!  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 NR8YVO)5$  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 Z:l.{3J$  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 E6iUa'  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 
VO|2  
4.7.1 背景 sv<U$M~)X  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 b(lC7Xm  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 X\?e=rUfn  
4.7.4 散斑强度的微商 #]ZOi`;  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 l
65-8  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 H7 acT  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 fmDU  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 ?@"B:#l  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 aB9Pdut  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 zG_e=  
第5章 抑制散斑的光学方法 'H0b1t1S%  
5.1 偏振的多样化 @\,WJmW  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 hcEUkD  
5.2.1 背景 \29a@6  
5.2.2 光滑的物 RW!D!~  
5.2.3 粗糙的物 bP%0T++vo  
5.3 波长和角度的多样化 $O*rxQ}  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 3%Jg' Tr+  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 -(FVTWi0
 
5.3.3 成像光路 .aWEXJ  
5.4 减弱时间和空间相干性 ar
.w'z
 
5.4.1 光学中的相干性概念 @`<vd@  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 ag*RQ  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 yZ t}Jnv  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 Y|FJ1x$r  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 uX*H2"A  
5.6 复合散斑抑制技术 cDMA#gp  
第6章 某些成像应用中的散斑 $\>GQ~k  
6.1 眼睛中的散斑 lgTavs  
6.2 全息术中的散斑 *V(TNLIh;  
6.2.1 全息术的原理 -[?q?w!?  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 hPt(7E2ke~  
6.3 光学相干层析术中的散斑 U@v=q9'W  
6.3.1 OCT成像技术简介 d_BO&k<+I  
6.3.2 OCT的分析 \;x+KD  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 Eh;SH^&6  
6.4 光学投影显示中的散斑 \?)@ #Qs  
6.4.1 投影显示的剖析 =BpX;n<  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 "FI]l<G&  
6.4.3 偏振多样性 <\c5
 
6.4.4 运动屏幕 X_XeI!,b  
6.4.5 波长多样性 7>`QX%  
6.4.6 角度多样性 )|f!}( p  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 zRsG$)B  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 +.MHI  
6.4.9 专门设计的屏幕 jJ86Ch  
6.5 投影微光刻中的散斑 `WHP#z  
6.5.1 准分子激光的相干性质 DPIiGRw  
6.5.2 时域散斑 ;cI
s$  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 +9>t; Ty  
第7章 某些非成像应用中的散斑 k0.|%0?K  
7.1 多模光纤中的散斑 ?fcQd6-}  
7.1.1 光纤中的模式噪声 lil1$K: i  
7.1.2 限定散斑的统计性质 x7 jE Ns )  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 1QXv}36#3n  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 1t/#ZT!X/  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 %{s<h6{R  
7.2.2 低光照水平下的散斑 io^^f|  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 mu0ER 3o  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 KOVGwEj  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 37Vs9w  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 J<BBM.^]  
第8章 散斑与计量学 Lh0Pvq0C  
8.1 散斑照相术 UOy9N  
8.1.1 面内位移 PX}YDC zP$  
8.1.2 仿真 sI/Jhw)  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 v)>R)bzqe  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 Fu:VRul=5$  
8.1.5 多散斑图窗口分析 ` WIv|S  
8.1.6 物体转动 gtWJR  
8.2 散斑干涉术 Vr0-evwfo  
8.2.1 使用照相探测的系统 8.bIP ju%v  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) {b~l[  
8.2.3 剪切散斑干涉术 #Q}`kFB`  
8.3 从条纹图样到相位分布图 ^c" wgRHc<  
8.3.1 傅里叶变换法 #
@Yw]@5M  
8.3.2 相移散斑干涉术 ]P;Ng=a  
8.3.3 相位展开 ],9%QE  
8.4 用散斑测量振动 FjD`bhw-  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 .XQ_,  
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 Qvt  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 f]N2(eM  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 /iFtW#K+  
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 y6tzmyg  
第9章 通过大气成像中的散斑 &y"e|aE  
9.1 背景 X}C}  
9.1.1 大气中折射率的涨落 ~ {OBRC  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 ew8f7S[  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 /f2HZfj  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 fH[Yc>(oj  
9.5 天文散斑干涉测量术 R@_i$Df|  
9.5.1 可恢复的物信息 W,'30:#Fr7  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 ,q$'hYTaJ  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 R+Q..9P  
9.6.1 交叉频谱传递函数 iQs7Ly"  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 co^kP##Y  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 5{?J5  
9.7.1 双频频谱传递函数 U'8+YAgc  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 1#BMc%  
9.8 散斑相关成像术 3Q'Q %2  
附录A 散斑场的线性变换 dJ~AMol  
附录B 部分散射散斑的对比度 Hg<d%7.  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 imGg3'  
C.1 相关矩阵 ft
$@':F  
C.2 相位微商的联合密度函数 BWRM gN'.  
C.3 强度微商的联合密度函数 $mfZ{  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 f'501MJu  
D.1 自由空间光路 h+ixl#:  
D.2 成像光路 \C<|yD  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 h0i/ v  
E.1 随机相位漫射体 Q7u/k$qN  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 J0xV\O !e  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 LHit9O[_/s  
附录F 限定散斑的统计 
>/W  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 IY$v%%2WZ  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 K ?R* )_  
G.2 成像光路中的散斑模拟 $Sz@u"ig%  
参考文献 \53(D7+  
汉英对照索引 s @AGU/v  
…… 5%`fh%  
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