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.
Hek*R?M| 《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。
[\'%?BH(^ 《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。
@u.58H& }R 《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。
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r/4``shg ,f<?;z g=39C> 中文版序
3Q"<<pi!~ 序
BYpG 第1章 散斑的起源和表现
ydFD!mO 1.1 一般背景
[6 pD 1.2 散斑起因的直观解释
W_||6LbZy 1.3 一些数学预备知识
!\"EFVH 第2章 随机相幅矢量和
bmJ5MF]_fG 2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩
;QWIsVz 2.2 有大量独立步数的随机行走
MPCBT!o4Z 2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量
3Iua*#<m, 2.4 随机相幅矢量和之和
d^Inb!%w 2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和
C^3 <={ 2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和
4h~iPn'Wl 第3章 光学散斑的一阶统计性质
rEv@YD
3.1 强度的定义
x%}^hiO<q 3.2 强度和相位的一阶统计
#J@[Wd 3.2.1 大量的随机相幅矢量
fo5iJz"Z 3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和
a,xycX:U 3.2.3 有限数目的等长相幅矢量
S-Wz our, 3.3 散斑图样的和
R,gR;Aarw 3.3.1 在振幅基础上求和
Q(@U2a8 3.3.2 两个独立散斑强度的和
AZ0;3<FfLp 3.3.3 N个独立散斑强度的和
8?J&`e/ 3.3.4 相关散斑强度的和
9G9fDG#F\I 3.4 部分偏振散斑
ahuGq' 3.5 部分散射散斑
j!_;1++q 3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计
t=|evOz] 3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑
y6LWx: 3.6.2 T强度分布驱动的散斑
l%[EXZ 3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和
./,/y"x 第4章 散斑的高阶统计性质
q'|rgT 4.1 多元高斯统计
Yb+yw_5 4.2 对散斑场的应用
RLw;(*(g 4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计
^.KwcXr 4.3.1 振幅的联合密度函数
.JYaH? 4.3.2 相位联合密度函数
d^RxQuA 4.3.3 强度的联合密度函数
6,)[+Bl 4.4 散斑的自相关函数和功率谱
4NGA/
G 4.4.1 自由空间传播光路
>{N9kWY 4.4.2 成像光路
K!:azP,bZ 4.4.3 深度方向上的散斑尺寸
]or>?{4g 4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系
]j'p :v 4.5.1 面散射与体散射的对比
pv*,gSS 4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应
@HQ`~C#Z' 4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制
!6BW@GeF] 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
#i@;J]x( 4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射
DSC$i| 4.5.6 体散射产生的散斑的性质
lV`Q{bd+ 4.6 积分和模糊的散斑的统计学
5i>$]*o 4.6.1 积分散斑的平均值和方差
plUZ"Tr 4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果
E^QlJ8 4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果
,u!*2cWN 4.6.4 部分偏振散斑图样的积分
|rJ=Ksc 4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质
iJ~Zkd 4.7.1 背景
uxW~uEh 4.7.2 各种散射光斑形状下的
参数 BbW^Wxd3 4.7.3 散斑相位的微商:散斑图样中的
光线方向
X*M#FT- 4.7.4 散斑强度的微商
&0='r;*i 4.7.5 散斑图样的亮阶交叉
sp#p8@Cj 4.8 散斑图样的零点:光学涡旋
>xF/Pl 4.8.1 零强度出现所要求的条件
P\w\N2 4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质
VSrr`B
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度
|o{:ZmzM 4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度
,a gc 第5章 抑制散斑的光学方法
|<#{"'/= 5.1 偏振的多样化
{. 2k6_1[ 5.2 用运动漫射体进行时间平均
Y<mej][ 5.2.1 背景
=; ^%(%Y{m 5.2.2 光滑的物
x97
j 5.2.3 粗糙的物
p<zSJLN 5.3
波长和角度的多样化
Y,WuBH 5.3.1 自由空间传播,反射光路
>_o} 5.3.2 自由空间传播,透射光路
XM1WfjE\ 5.3.3 成像光路
$]{k+Jf 5.4 减弱时间和空间相干性
~KW,kyXBnD 5.4.1 光学中的相干性概念
fIj|4a+ 5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱
"$N#p5 5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑
Fz1_w$^ 5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑
JQV%fTH S 5.5 用时间相干性破坏空间相干性
vWRju*Z& 5.6 复合散斑抑制技术
IIg^FZ*]_ 第6章 某些成像应用中的散斑
GqWB{$J;" 6.1 眼睛中的散斑
fJ/e(t 6.2 全息术中的散斑
Q,p}:e 6.2.1 全息术的原理
'`eO\huf 6.2.2 全息像中的散斑抑制
jqv- D 6.3 光学相干层析术中的散斑
eln&]d; 6.3.1 OCT成像技术简介
t"k*PA 6.3.2 OCT的分析
^~G8?]w 6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制
u:[vaBh91 6.4 光学投影显示中的散斑
CACTE
6.4.1 投影显示的剖析
wS4.8iJ 6.4.2 投影显示中的散斑抑制
v'VD0+3[H 6.4.3 偏振多样性
zoOaVV&1 6.4.4 运动屏幕
}RmU%IYc 6.4.5 波长多样性
:Qumb 6.4.6 角度多样性
Rn{iaM2Y< 6.4.7 投影
光学系统的留有余量的设计
_acE:H 6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上
}*lUah,@ 6.4.9 专门设计的屏幕
c.,2GwW 6.5 投影微光刻中的散斑
?\$#L^;b} 6.5.1 准分子激光的相干性质
> `n,S 6.5.2 时域散斑
h<Ft_#|o[ 6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落
x/;bu W- 第7章 某些非成像应用中的散斑
^;/b+ /B0 7.1 多模
光纤中的散斑
:|Ad:fEs 7.1.1 光纤中的模式噪声
um4yF*3b9 7.1.2 限定散斑的统计性质
D+]a.& {p 7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系
zY|t0H 7.2 散斑对光学雷达性能的影响
mH Ic f{RG 7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性
SILQ 7.2.2 低光照水平下的散斑
b!sRk@LGZ 7.2.3 探测统计分布——直接探测
2_zp:v 7.2.4 探测统计分布——外差探测
ZJwrLV 7.2.5 直接探测与外差探测的比较
0TGLM#{ 7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响
XVKfl3'% 第8章 散斑与计量学
E_8\f_%wK 8.1 散斑照相术
6`v7c!7 8.1.1 面内位移
1_\;- !t 8.1.2 仿真
bzX\IrJpOZ 8.1.3 谱五(vx,vy)的性质
t?9v^vFR 8.1.4 对移动量(x0,y0)的限制
O
[i#9) 8.1.5 多散斑图窗口分析
SzUpWy& 8.1.6 物体转动
6`]$qSTS 8.2 散斑干涉术
e pU: 8.2.1 使用照相探测的系统
=|I>G?g- 8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI)
c0hwc1kv- 8.2.3 剪切散斑干涉术
{@tv>!WW 8.3 从条纹图样到相位分布图
[k6nW:C 8.3.1 傅里叶变换法
=0G!f$7^i 8.3.2 相移散斑干涉术
HYD"#m'TkB 8.3.3 相位展开
"FTfk 8.4 用散斑测量振动
P@,nA41,j 8.5 散斑与表面粗糙度的测量
_T2=J+"-Kp 8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积
`FsH}UPu
b 8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差
agjv{ 8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差
E I:w
aIr 8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数
l2l(_$@3 第9章 通过大气成像中的散斑
O2BW6Wc 9.1 背景
-5T=:2M 9.1.1 大气中折射率的涨落
2Z3('?\z~ 9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数
tI7:5Cm 9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数
emdoA:w+ 9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质
P#fM:z@[ 9.5 天文散斑干涉测量术
rMU T_^ 9.5.1 可恢复的物信息
co9 .wB@ 9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果
Kt"BE j 9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术
GKoK7qH\J 9.6.1 交叉频谱传递函数
w9o^s5n 9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息
^NX"sM0g 9.7 双频频谱(Bispectrum)技术
2n `S5(V 9.7.1 双频频谱传递函数
)l!3( 9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息
]R=,5kK3 9.8 散斑相关成像术
RTv
qls 附录A 散斑场的线性变换
(iRide 附录B 部分散射散斑的对比度
oI.G-ChP 附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算
:dLAs@z C.1 相关矩阵
Er{#ziN+ C.2 相位微商的联合密度函数
D5:{fWVsV/ C.3 强度微商的联合密度函数
Q" ,0F{' 附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析
[+OnV& D.1 自由空间光路
L5qwWvbT D.2 成像光路
LrATSq@ 附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度
S-YM%8A[ E.1 随机相位漫射体
XK: 9r{r{ E.2 漫射体刚好充满投影光学系统
HO[wTB|D] E.3 漫射体充溢投影光学系统
+3&zN( 附录F 限定散斑的统计
Q4*fc^?u 附录G
模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例
SF5@Vg G.1 自由空间传播中的散斑模拟
T}4/0yR2 G.2 成像光路中的散斑模拟
ZKXo-~=> 参考文献
c7M%xGrP 汉英对照索引
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