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. G#`\(N
W  
《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。 _mE^rT  
《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。 @~ Dh'w2q  
《光学中的散斑现象:理论与应用》是由科学出版社出版的。 GV|9H]_,I  

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中文版序 !eR3@%4  
序 m4w')r~  
第1章 散斑的起源和表现 &a)eJF]:!  
1.1 一般背景 P,pnga3Wu  
1.2 散斑起因的直观解释 ~,6b_W p/  
1.3 一些数学预备知识 W`rNBfG>  
第2章 随机相幅矢量和 yq[Cq=rBk  
2.1 相幅矢量和的实部和虚部的一阶矩和二阶矩 0'Z\O   
2.2 有大量独立步数的随机行走 H[Q_hY[>V  
2.3 随机相幅矢量和加上一个已知相幅矢量 EOKzzX7 S  
2.4 随机相幅矢量和之和 SS|z*h Z  
2.5 有限个等长度分量的随机相幅矢量和 Zi$ziDz&  
2.6 相位非均匀分布的随机相幅矢量和 a~LC+8|JW  
第3章 光学散斑的一阶统计性质 qOV[TP,  
3.1 强度的定义 .aOnGp  
3.2 强度和相位的一阶统计 Rf %HIAVE  
3.2.1 大量的随机相幅矢量 HjNxqaljt  
3.2.2 常相幅矢量加上一个随机相幅矢量和 Yepe=s+9  
3.2.3 有限数目的等长相幅矢量 ybdd;t}&1  
3.3 散斑图样的和 R>@uY(>dJ  
3.3.1 在振幅基础上求和 &O\(;mFc  
3.3.2 两个独立散斑强度的和 S]3Ev#
>  
3.3.3 N个独立散斑强度的和 )U<Y0bZA!
 
3.3.4 相关散斑强度的和 ~|Y>:M+0Z  
3.4 部分偏振散斑 g+8hp@a  
3.5 部分散射散斑 ~3h-jK?
 
3.6 散斑驱动的散斑或复合散斑的统计 hPhZUL%  
3.6.1 负指数强度分布驱动的散斑 qa >Ay|92e  
3.6.2 T强度分布驱动的散斑 =ziwxIo6  
3.6.3 T强度分布驱动的独立散斑图样之和 =4!nFi  
第4章 散斑的高阶统计性质 1YxgR}7  
4.1 多元高斯统计 I,6/21kO  
4.2 对散斑场的应用 cp Ear  
4.3 散斑振幅、相位和强度的多维统计 oT
95^y\9  
4.3.1 振幅的联合密度函数 \[2lvft!  
4.3.2 相位联合密度函数 wmr-}Y!9u%  
4.3.3 强度的联合密度函数 *~$~yM/~3U  
4.4 散斑的自相关函数和功率谱 xgsjm))  
4.4.1 自由空间传播光路 7\ SUr9[  
4.4.2 成像光路 2 -!L _W(  
4.4.3 深度方向上的散斑尺寸 *v%rMU7,  
4.5 散斑对散射体微结构的依赖关系 M.}7pJ7f  
4.5.1 面散射与体散射的对比 3B0lb"e  
4.5.2 散射波的相关面积为有限的效应 2LY=DL7  
4.5.3 一种散斑大小与散射光斑大小无关的机制 Mq%,lJA\  
4.5.4 散射波的相关面积和表面高度涨落的关系——表面散射 `ejUs]SR  
4.5.5 散斑对比度对表面粗糙度的依赖关系——面散射 xh@-g|+g  
4.5.6 体散射产生的散斑的性质 (kBP(2V  
4.6 积分和模糊的散斑的统计学 "v*8_El  
4.6.1 积分散斑的平均值和方差 D]! aT+  
4.6.2 积分强度概率密度函数的近似结果 ?z-}>$I;  
4.6.3 积分强度的概率密度函数的“准确”结果 =8G&3 R  
4.6.4 部分偏振散斑图样的积分 s0UFym8  
4.7 散斑强度和相位的微商的统计性质 sPAg)6&M  
4.7.1 背景 f5RE9%.#~  
4.7.2 各种散射光斑形状下的参数 pe0x""K  
4.7.3 散斑相位的微商：散斑图样中的光线方向 jD,Ba
z<  
4.7.4 散斑强度的微商 /Wk9-uH  
4.7.5 散斑图样的亮阶交叉 -XoPia2  
4.8 散斑图样的零点：光学涡旋 rk2xKm^w  
4.8.1 零强度出现所要求的条件 EER`?Sa(  
4.8.2 在强度零点附近散斑相位的性质 M s9E@E  
4.8.3 完全散射的散斑中的涡旋密度 wVs.Vcwr  
4.8.4 完全散射的散斑加上一个相干背景后的涡旋密度 _hf4A8ak  
第5章 抑制散斑的光学方法 QA!_} N4n  
5.1 偏振的多样化 iSRpfU  
5.2 用运动漫射体进行时间平均 Eq%@"-mo  
5.2.1 背景 %bXx!x8(  
5.2.2 光滑的物 @=S}=cl  
5.2.3 粗糙的物 wHjLd$ +o  
5.3 波长和角度的多样化 N8cAqr  
5.3.1 自由空间传播，反射光路 )-rW&"{U  
5.3.2 自由空间传播，透射光路 tU wRE|_  
5.3.3 成像光路 ~i'Nqe_  
5.4 减弱时间和空间相干性 q
=HHNjj8  
5.4.1 光学中的相干性概念 rf+:=|/_3  
5.4.2 运动的漫射体和相干性的减弱
YEu1#N  
5.4.3 通过减弱时间相干性抑制散斑 Z]w#vL
R  
5.4.4 通过减弱空间相干性抑制散斑 "tit\a6\(  
5.5 用时间相干性破坏空间相干性 qMBR *f  
5.6 复合散斑抑制技术 z"4]5&3A  
第6章 某些成像应用中的散斑 Cm$1$?J  
6.1 眼睛中的散斑 wbyE
;W  
6.2 全息术中的散斑 _&3<6$}i"  
6.2.1 全息术的原理 jd`},X/  
6.2.2 全息像中的散斑抑制 @\_x'!R  
6.3 光学相干层析术中的散斑 3CjL\pIC  
6.3.1 OCT成像技术简介 FxG7Pk+=  
6.3.2 OCT的分析 X#a`K]!B  
6.3.3 0CT中的散斑和散斑抑制 q}uHFp/J  
6.4 光学投影显示中的散斑 zboF 1v`  
6.4.1 投影显示的剖析 5y2? f  
6.4.2 投影显示中的散斑抑制 %m5Q"4O  
6.4.3 偏振多样性 C.:=lo B  
6.4.4 运动屏幕 _zxLwU1(x  
6.4.5 波长多样性 pb60R|k  
6.4.6 角度多样性 0XwHP{XaO  
6.4.7 投影光学系统的留有余量的设计 fyz nuUl  
6.4.8 将变化的漫射体投影到屏幕上 `;,Pb&
W~  
6.4.9 专门设计的屏幕 <<9Va.  
6.5 投影微光刻中的散斑 RIM`omM  
6.5.1 准分子激光的相干性质 ?i\B^uB  
6.5.2 时域散斑 0rk]/--FGJ  
6.5.3 从曝光涨落到线位置的涨落  c9''  
第7章 某些非成像应用中的散斑 +YOKA*  
7.1 多模光纤中的散斑 kpwt]]e*  
7.1.1 光纤中的模式噪声 4W4kwU6D  
7.1.2 限定散斑的统计性质 fHrt+_Zn|  
7.1.3 模式噪声对频率的依赖关系 D;GD<zC]  
7.2 散斑对光学雷达性能的影响 a^qNJ?R!  
7.2.1 从远程目标返回的散斑场的空间相关性 -
N>MBn  
7.2.2 低光照水平下的散斑 MJ<Jb,D1  
7.2.3 探测统计分布——直接探测 $!vxVs9n  
7.2.4 探测统计分布——外差探测 Sydh2d  
7.2.5 直接探测与外差探测的比较 +1C3`0(  
7.2.6 降低光学雷达探测系统中散斑的影响 6Q4X6U:WB  
第8章 散斑与计量学 rn@`yTw^  
8.1 散斑照相术 8GPIZh'0h  
8.1.1 面内位移 pi(-A  
8.1.2 仿真 zxb/  
8.1.3 谱五(vx，vy)的性质 -${DW^txMZ  
8.1.4 对移动量(x0，y0)的限制 9DQ)cy  
8.1.5 多散斑图窗口分析 2 g
q$C"  
8.1.6 物体转动 s6*ilq1  
8.2 散斑干涉术 {>3\N0e5  
8.2.1 使用照相探测的系统 ?[TfpAtQ`  
8.2.2 电子散斑干涉术(ESPI) K`}{0@ilCw  
8.2.3 剪切散斑干涉术 0oA{Jix  
8.3 从条纹图样到相位分布图 {n3EGSP#  
8.3.1 傅里叶变换法 _Jz8{` "  
8.3.2 相移散斑干涉术 *F^wtH`  
8.3.3 相位展开 ,:J
us  
8.4 用散斑测量振动 i>L+gLW  
8.5 散斑与表面粗糙度的测量 O-vGyNxP|  
8.5.1 由散斑对比度得到表面高度的均方差值和表面协方差面积 P;ZU-G4@  
8.5.2 由两个波长的退相关得到表面高度的均方差 lv0nEj8F  
8.5.3 由两个角度的退相关得到表面高度的均方差 :pX`?Ew`g  
8.5.4 由测量角功率谱得到表面高度标准偏差和协方差函数 %A1@&xrbl  
第9章 通过大气成像中的散斑 #TK~eHi  
9.1 背景 \mM<\-'p  
9.1.1 大气中折射率的涨落 L(S'6z~_9  
9.2 短曝光和长曝光的点扩展函数 wCs^J48=  
9.3 长曝光和短曝光的平均光学传递函数 a/Q$cOs  
9.4 短曝光OTF和MTF的统计性质 [sV"ws  
9.5 天文散斑干涉测量术 @tohNO>  
9.5.1 可恢复的物信息 t9 \x%=  
9.5.2 对散斑传递函数形式的更完整的分析结果 a?} .Fs  
9.6 交叉谱或Knox-Thompson技术 W+wA_s2&D  
9.6.1 交叉频谱传递函数 ',3HlOJ:  
9.6.2 从交叉谱恢复全部物信息 B0$:b!  
9.7 双频频谱(Bispectrum)技术 ^VW PdH/Fe  
9.7.1 双频频谱传递函数 2I3h MD0  
9.7.2 从双频频谱恢复完全的物信息 s..lK "b  
9.8 散斑相关成像术 1sE?YJP-  
附录A 散斑场的线性变换 6h?gs"[j  
附录B 部分散射散斑的对比度 Ft=zzoVKg  
附录C 得出强度和相位微商的统计性质的计算 _
cTh#t ^  
C.1 相关矩阵 ,
H}_%}10  
C.2 相位微商的联合密度函数 [L`ZE*z  
C.3 强度微商的联合密度函数 _$NIp `d  
附录D 散斑对波长及角度依赖关系的分析 C`=p+2I]  
D.1 自由空间光路 j hYToMq  
D.2 成像光路 (2ur5uk+  
附录E 当动态漫射体投影到随机屏上时的散斑对比度 3uU]kD^  
E.1 随机相位漫射体 wS+V]`b  
E.2 漫射体刚好充满投影光学系统 I +5)Jau^S  
E.3 漫射体充溢投影光学系统 I4;A8I  
附录F 限定散斑的统计 3<=,1 cU  
附录G 模拟散斑的Mathe瑚tica程序范例 ;Mm7n12z C  
G.1 自由空间传播中的散斑模拟 m42T9wSsx  
G.2 成像光路中的散斑模拟 ` 8W*  
参考文献 'ckQg=zPR  
汉英对照索引 eAUcv`[#p  
…… 5Dp#u  
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