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. sAc)X!}  
《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。 qm}7w3I^  
《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。 9zd)[4%=  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 4]8PF  

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中文版序  L_Ai/'
 
序 z?YGE iR/}  
第1章 散斑的起源和表现 cRfX  
1.1 一般背景 >"nk}@  
1.2 散斑起因的直观解释 y.oJzU[p%  
1.3 一些数学预备知识 Y2D)$  
第2章 随机相幅矢量和 uc"u@ _M  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 `RzM)ILl  
2.2 有大量独立步数的随机行走 =O_[9kuJ  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 Hm^p^,}_x  
2.4 随机相幅矢量和之和 V+K.' J ^@  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 yq,5M1vR  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 _bz,G"w+:  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 ?x/L"h&Kp  
3.1 强度的定义 QY fS-  
3.2 强度和相位的一阶统计 %E!0,y,:  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 p]g/iLDZ  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 aY+>85?g  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 =UP)b9*h  
3.3 散斑图样的和 hP#&]W3:  
3.3.1 在振幅基础上求和  JuI,wA  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 f3h9CV  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 J/*[wj  
3.3.4 相关散斑强度的和 nBj7Q!lW  
3.4 部分偏振散斑 QBo^{],  
3.5 部分散射散斑 <z4!m/f[(  
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 _0`O}  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 \^:f4Z
T  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 :R&tO3_F  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 Ywr{/  
第4章 散斑的高阶统计性质 ?k?Hp:8?=  
4.1 多元高斯统计 yI;Qb7|^  
4.2 对散斑场的应用 ZqGq%8\.s  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 u@3w$"Pv1  
4.3.1 振幅的联合密度函数 P$QfcJq&c*  
4.3.2 相位联合密度函数 2gv(`NKYE  
4.3.3 强度的联合密度函数 zBR]bk\  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 pQhv3F  
4.4.1 自由空间传播光路 , $=V  
4.4.2 成像光路 C!P6Z10+j  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 3IxT2@H)  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 ),Rj@52l  
4.5.1 面散射与体散射的对比 KKzvoc?Bt  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 J.d `tiN  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 ~}116K  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 M>#{
~zr  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 {Q"<q`c  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 IR&u55#I6  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 XDGZqkt  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 3WYW])  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 @mazwr{B  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 "8I4]
'  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 D.e*IP1R  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 l9h;dI{6  
4.7.1 背景 fYi!Z/Ck2  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 .,,73"  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 U8mu<
)  
4.7.4 散斑强度的微商 y()( 8L  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 V_kE"W)  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 !Z
ZAI_N  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 yiq#p"Hs  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 @!da1jN  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 SJ-Sac58r  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 @n(In$  
第5章 抑制散斑的光学方法 _<7FR:oBZ  
5.1 偏振的多样化 9vu8koL  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 $\ '\@3o  
5.2.1 背景 /WfxI>v  
5.2.2 光滑的物 (Wqhuw!u  
5.2.3 粗糙的物 u"jnEKN0y  
5.3 波长和角度的多样化 h(-&.Sm")H  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 ^d*>P|n*@e  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 O~el2  
5.3.3 成像光路 l?o- p  
5.4 减弱时间和空间相干性 j
lBCu(.,_  
5.4.1 光学中的相干性概念 F?kVW[h?q  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱 2LU'C,o?  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 %"zJsYQ!  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 d#Ajb  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 /(aX>_7jg  
5.6 复合散斑抑制技术 *zWn4BckN  
第6章 某些成像应用中的散斑 v3Yj2LSqx  
6.1 眼睛中的散斑 3XtGi<u  
6.2 全息术中的散斑 z<>_*Lfj  
6.2.1 全息术的原理 t^5_;sJQ  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 }nl)*l  
6.3 光学相干层析术中的散斑 (&,R1dLo  
6.3.1 OCT成像技术简介 U^&Cvxc[[  
6.3.2 OCT的分析 P1n@E*~V5  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 |5Pbc&mH8A  
6.4 光学投影显示中的散斑 =jt_1L4  
6.4.1 投影显示的剖析 1`{ib  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 h6i{5\7.  
6.4.3 偏振多样性 @`D6F
;R  
6.4.4 运动屏幕 W)cLMGet  
6.4.5 波长多样性 _4$DnQ6&  
6.4.6 角度多样性 sIsu
>eL  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 .<%M8rcj  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 1.uQ(>n  
6.4.9 专门设计的屏幕 hJsC \C,^  
6.5 投影微光刻中的散斑 /g''-yT7#  
6.5.1 准分子激光的相干性质 ;r"B?]JO  
6.5.2 时域散斑 ^;Q pE  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落 {2^@jD  
第7章 某些非成像应用中的散斑 C:MGi7f  
7.1 多模光纤中的散斑 +=Wdn)T  
7.1.1 光纤中的模式噪声 dy
?|Q33Y"  
7.1.2 限定散斑的统计性质 .`N`M9  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 d A{Jk  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 0\@|M@X=  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 W2h[NimU  
7.2.2 低光照水平下的散斑 yW?%c#9D  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 l0if#?4\r  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 P'9io!
Z-s  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 98'XSL|  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 W%K8HAP"  
第8章 散斑与计量学 8T )ELhTj  
8.1 散斑照相术 a&Du5(r;!  
8.1.1 面内位移 `+c9m^  
8.1.2 仿真 e~]e9-L>I  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 g8A{aHb1}  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 >[4|6k|\x  
8.1.5 多散斑图窗口分析 _C=[bI@  
8.1.6 物体转动 iGVb.=)  
8.2 散斑干涉术 bCUh^#]x  
8.2.1 使用照相探测的系统 $ywh%OEH  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) ^)^|;C\`  
8.2.3 剪切散斑干涉术 6F/ OlK<  
8.3 从条纹图样到相位分布图 +\vY;!^  
8.3.1 傅里叶变换法 sNmC#,  
8.3.2 相移散斑干涉术 4Xk;Qd  
8.3.3 相位展开 %&+R":Bw  
8.4 用散斑测量振动 bu]Se6%}  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 P Xn>x8z  
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 +{i"G,3  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 (A fbS=[  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 ]{+M>i[  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 xh^ZI6L<  
第9章 通过大气成像中的散斑 }.V0SM6  
9.1 背景 ?mfWm{QTt  
9.1.1 大气中折射率的涨落 o\;"|O}  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 nk$V{(FJ  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 ZfCr"aL  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 ;}jbdS3  
9.5 天文散斑干涉测量术 He-Ja  
9.5.1 可恢复的物信息 A6y~_dt  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 !vVjZ  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 AnE_<sPA  
9.6.1 交叉频谱传递函数 8421-c6y>  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 `=$jc4@J  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 jsi#l  
9.7.1 双频频谱传递函数 s5aOAyb*w  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 fZ~kw*0*  
9.8 散斑相关成像术 >c\v&k>6.  
附录A 散斑场的线性变换 Sb9=$0%\  
附录B 部分散射散斑的对比度 m<,G:?RM  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 akc"}+-oX  
C.1 相关矩阵 r]O@HVbt$  
C.2 相位微商的联合密度函数 Dw/Gha/  
C.3 强度微商的联合密度函数 <Bb<?7q$ld  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 '[yqi1 &  
D.1 自由空间光路 .Jat^iFj0  
D.2 成像光路 m/c&/6nk  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 ;n7|.O]*  
E.1 随机相位漫射体 |]!Ky[P  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 +s(IQt  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 5
az 4NT  
附录F 限定散斑的统计 Re,$<9V  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 ZR-s{2sl  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 {F6dSF`  
G.2 成像光路中的散斑模拟 U>_\  
参考文献 +b,31  
汉英对照索引 e]*=sp!T  
…… BXK::M+  
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