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.
/35R u}c 《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。
igIRSN}h 《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。
kW*f.! 《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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|uX,5Q#6 W?qmp|YD 中文版序
5 xppKt 序
M^O2\G#B 第1章 散斑的起源和表现
=8t]\Y? 1.1 一般背景
:# .<[ 1.2 散斑起因的直观解释
[Yo,*,y31 1.3 一些数学预备知识
9Xj7~, 第2章 随机相幅矢量和
RZHd9v$ 2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩
>64P6P;S 2.2 有大量独立步数的随机行走
: ]sUpO 2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量
[Grxw[(_: 2.4 随机相幅矢量和之和
6{"$nF] 2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和
b6Wqr/ 2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和
7uKNd
*% 第3章 光学散斑的一阶统计性质
ePr&!Tz# 3.1 强度的定义
{l>yi 3.2 强度和相位的一阶统计
N"" BCh" 3.2.1 大量的随机相幅矢量
CS@FYO 3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和
-&3hEv5 3.2.3 有限数目的等长相幅矢量
*]AdUEV? 3.3 散斑图样的和
y`F3Hr c 3.3.1 在振幅基础上求和
:[O
8 3.3.2 两个独立散斑强度的和
6kNrYom 3.3.3 N个独立散斑强度的和
8vMG5#U[ 3.3.4 相关散斑强度的和
|.F$G< 3.4 部分偏振散斑
*pSQU=dmS 3.5 部分散射散斑
n;@bLJ$W 3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计
?\t#1"d 3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑
pimtiQqC 3.6.2 T强度分布驱动的散斑
yKa{08X: 3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和
Fx;QU)1l3 第4章 散斑的高阶统计性质
P>s[tM 4.1 多元高斯统计
#:[t^} 4.2 对散斑场的应用
q=%RDG+ 4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计
4x 4.3.1 振幅的联合密度函数
{[+mpKq 4.3.2 相位联合密度函数
KVT-P};jy* 4.3.3 强度的联合密度函数
{@+Ty]e 4.4 散斑的自相关函数和功率谱
~io szX 4.4.1 自由空间传播光路
@)|C/oA 4.4.2 成像光路
,cB\ 4.4.3 深度方向上的散斑尺寸
P{wF"vf 4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系
.#rJ+.2 4.5.1 面散射与体散射的对比
LcUh;=r}& 4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应
g;2?F[8Th 4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制
\#Pfj&* 4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射
{OXFN;2 4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射
hWD;jR 4.5.6 体散射产生的散斑的性质
swM*k;$q{ 4.6 积分和模糊的散斑的统计学
w8MG(Lq1" 4.6.1 积分散斑的平均值和方差
t5y;CxL 4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果
.?R!DYC` 4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果
\.-}adKg 4.6.4 部分偏振散斑图样的积分
x4E7X_ 4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质
7]blrN] 4.7.1 背景
D|e
uX7b 4.7.2 各种散射光斑形状下的
参数 gDQ1?N'8{t 4.7.3 散斑相位的微商:散斑图样中的
光线方向
RxI(:i? 4.7.4 散斑强度的微商
CIb2J)qev 4.7.5 散斑图样的亮阶交叉
1][4.}?F[ 4.8 散斑图样的零点:光学涡旋
KwPOO{4]g 4.8.1 零强度出现所要求的条件
/atW8 `& 4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质
Dpl A? 4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度
gP0LCK> 4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度
G LIi6 第5章 抑制散斑的光学方法
] Hzt b 5.1 偏振的多样化
Uk^B"y_ 5.2 用运动漫射体进行时间平均
@GdbTd 5.2.1 背景
?d{Na=O\ 5.2.2 光滑的物
!bN*\c 5.2.3 粗糙的物
_*1`@ 5.3
波长和角度的多样化
nlW +.a[ 5.3.1 自由空间传播,反射光路
7Rd'm'l) 5.3.2 自由空间传播,透射光路
KX'{[7}m' 5.3.3 成像光路
6)Y.7 XR 5.4 减弱时间和空间相干性
n:yTeZ=-s4 5.4.1 光学中的相干性概念
&6ZD136 5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱
@~YYD#'vNY 5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑
8W,Jh8N6 5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑
}a/x._[s 5.5 用时间相干性破坏空间相干性
D ,o}el 5.6 复合散斑抑制技术
rA%usaW 第6章 某些成像应用中的散斑
xI($Uu}S 6.1 眼睛中的散斑
VJickXA 6.2 全息术中的散斑
va}Pj#= 6.2.1 全息术的原理
d$ x"/A]< 6.2.2 全息像中的散斑抑制
q|!-0B@ 6.3 光学相干层析术中的散斑
xKuRh}^K 6.3.1 OCT成像技术简介
P)Rh=U 6.3.2 OCT的分析
,
udTvI 6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制
e?JW 6.4 光学投影显示中的散斑
]G5w6&d 6.4.1 投影显示的剖析
-*
WXMzr 6.4.2 投影显示中的散斑抑制
&jslyQ# 6.4.3 偏振多样性
}BZ"S-hZ 6.4.4 运动屏幕
Ji>o! 6.4.5 波长多样性
:6vm+5! 6.4.6 角度多样性
BD_Iz A<wK 6.4.7 投影
光学系统的留有余量的设计
mlJ!:WG 6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上
^c^#dpn 6.4.9 专门设计的屏幕
BJM.iXU)[ 6.5 投影微光刻中的散斑
eYN5;bx)W 6.5.1 准分子激光的相干性质
PIu1+k.r? 6.5.2 时域散斑
S|7!{} 6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落
e4H A7=z 第7章 某些非成像应用中的散斑
x4;"!Kq\ 7.1 多模
光纤中的散斑
WST8SEzJ 7.1.1 光纤中的模式噪声
lI *o@wQg 7.1.2 限定散斑的统计性质
5,_u/5Y4 7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系
UNom- 7.2 散斑对光学雷达性能的影响
b:lP%|7 7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性
QdL`| 7.2.2 低光照水平下的散斑
`6lr4Kk @R 7.2.3 探测统计分布——直接探测
r+":' /[x 7.2.4 探测统计分布——外差探测
MZSy6v 7.2.5 直接探测与外差探测的比较
* w?N{. 7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响
*>|gxM8 第8章 散斑与计量学
wO'TBP 8.1 散斑照相术
9 7GV2]-M 8.1.1 面内位移
]P.'>4 8.1.2 仿真
gl\\+VyU 8.1.3 谱五(vx,vy)的性质
jcuB 8.1.4 对移动量(x0,y0)的限制
%E#s\B,w 8.1.5 多散斑图窗口分析
sz:g,}~h 8.1.6 物体转动
$ M`hh{ - 8.2 散斑干涉术
[@J/eWB 8.2.1 使用照相探测的系统
A
mNW0.} 8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI)
,l!Ta" 8.2.3 剪切散斑干涉术
[fAV5U 8.3 从条纹图样到相位分布图
wQ^EYKD 8.3.1 傅里叶变换法
tnH2sHby 8.3.2 相移散斑干涉术
YB(Q\hT~\; 8.3.3 相位展开
(7*%K&x 8.4 用散斑测量振动
AK'[c+2[ 8.5 散斑与表面粗糙度的测量
j(m.$: 8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积
uJzG|$; 8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差
ZCmgs4W! 8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差
kW;+|qs^ 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
,K9*%rW) 第9章 通过大气成像中的散斑
AL9chYP}/ 9.1 背景
63\/ *
NNB 9.1.1 大气中折射率的涨落
s}w{:Hk,x8 9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数
t;W0"ci9 9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数
0z1ifg& 9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质
Xe$ I7iKD 9.5 天文散斑干涉测量术
>V-A;S: 9.5.1 可恢复的物信息
zk$FkbX 9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果
1oR7iD^ 9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术
U#lCj0iUt, 9.6.1 交叉频谱传递函数
yA)/Q
Yge 9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息
ZP@
$Q%up 9.7 双频频谱(Bispectrum)技术
&dqLP95 9.7.1 双频频谱传递函数
EMY/~bQW 9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息
tXNm$Cq.| 9.8 散斑相关成像术
tr<Nm6! 附录A 散斑场的线性变换
SIBtmm1W 附录B 部分散射散斑的对比度
)eUh=eW 附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算
((H^2KJn C.1 相关矩阵
zZL6z4g C.2 相位微商的联合密度函数
3@kf@Vf C.3 强度微商的联合密度函数
I(i}c~R 附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析
a=J^ D.1 自由空间光路
\H1(PA D.2 成像光路
@i2E\} 附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度
a L} %2 E.1 随机相位漫射体
]D?"aX'q> E.2 漫射体刚好充满投影光学系统
\hTm)-FP E.3 漫射体充溢投影光学系统
VJeu8ZJ. 附录F 限定散斑的统计
) pzy 附录G
模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例
Lt u'W22 G.1 自由空间传播中的散斑模拟
>"^ O"E G.2 成像光路中的散斑模拟
2L3)#22m* 参考文献
T$>WE= Y 汉英对照索引
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