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2020-10-11 16:22 |
现代应用光学(张以谟)
近年来,应用光学领域中出现了许多新技术。本书基于作者多年光学领域的研究和积累,系统阐述了应用光学的现代理论和应用,并引入这些新技术。全书内容包括波面像差理论及几何像差理论、以非球面和自由光学曲面简化光学系统设计、太阳能电站和现代高效照明中的非成像光学等;反映了应用光学中的前沿技术,如光学系统焦深扩展与衍射极限的突破、微纳光子学和表面等离子体微纳光学设备中的光学系统、自适应光学等;叙述了现代物理光学仪器的光学系统原理,包括光电干涉光学系统、光电光谱仪及分光光度光学系统、偏振光电仪器光学系统及偏振光成像技术等。本书既讲解应用光学基础理论,又涵盖国内外应用光学领域*新的技术理论和实现方法,适合作为相关专业高校师生和广大科研人员的参考书。 }mIN)o j%w^8}U>G [attachment=103750] ePJ_O~c ]$9y7Bhj.
n=F
r v*"Z |:x,|>/ 目 录 1ywdcg 第1章 现代应用光学基础理论概述 1 p=E#!cn3 1.1 概述 1 !vpXXI4 1.1.1 本书的背景 1 @H4]Gp ] 1.1.2 本书的内容安排 1 *)
T"-}F 1.2 光学系统设计中常用的光学材料特征参数 2 8HJ,6L r; 1.2.1 光学材料的光学参量 2 |o9`h 9i 1.2.2 热系数及温度变化效应的消除 4 [+R_3'aK 1.2.3 其他玻璃数据 4 qhcx\eD:? 1.3 新型光学材料 5 W}3%BWn 1.3.1 新型光学材料概述 5 iDl#foXa` 1.3.2 光学材料发展概况 6 b)e;Q5Z(. 1.4 液晶材料及液晶显示器 12 L97 ~ma 1.4.1 液晶材料及其分类 12 W SxoGly 1.4.2 常用液晶显示器件的基本结构和工作原理 16 L*,h=#x( 1.4.3 STN-LCD技术 27 Z}\,rex 1.4.4 液晶光阀技术 32 kV T |(Y 1.4.5 硅上液晶(LCoS)反射式显示器 36 1;S?9N_B 1.4.6 光计算用SLM 38 39
zfbxX 1.5 电光源和光电探测器 38 6B7*|R> 1.5.1 电光源 38 "!AtS 1.5.2 激光器 41 !u8IZpf 1.5.3 光电导探测器 48 9*K-d'm 1.5.4 光伏探测器 49 AH/o-$C& 1.5.5 位敏探测器 53 r63l( 1.5.6 阵列型光电探测器 56 TlkhI 1.6 波像差像质评价基础知识 59 /!?Tv8TPp 1.6.1 光学系统像差的坐标及符号规则 59 s5mJ
- 1.6.2 无像差成像概念和完善镜头聚焦衍射模式 60 aQ\SV0PI 参考文献 63 :Rv+Bm 第2章 光学非球面的应用 67 M/9[P*
VE 2.1 概述 67 mTWd+mx 2.2 非球面曲面方程 67 {6RA~ 2.2.1 旋转对称的非球面方程 67 UF-'( 2.2.2 圆锥曲线的意义 68 \z FCph4 2.2.3 其他常见非球面方程 70 9@q!~ur 2.2.4 非球面的法线和曲率 71 &I8DK).M+ 2.3 非球面的初级像差 71 D86F5HT}} 2.3.1 波像差及其与垂轴像差的关系 71 3%GsTq2o 2.3.2 非球面的初级像差 73 -.MJ3 2.3.3 折射锥面轴上物点波像差 75 HK<S|6B7V 2.3.4 折射锥面轴外物点波像差 76 Et(H6O8 2.4 微振(perturbed)光学系统的初级像差计算 77 ^AJ
2Y_}v 2.4.1 偏心(decentered)光学面 78 CdmpKkq# 2.4.2 光学面的倾斜 80 Al8Dw)uG{ 2.4.3 间隔失调(despace)面 81 SG\ /m'F 2.5 两镜系统的理论基础 82 0)b1'xt', 2.5.1 两镜系统的基本结构形式 82 hFr+K1 2.5.2 单色像差的表示式 82 iV?8'^ 2.5.3 消像差条件式 84 tx9%.)M:n 2.5.4 常用的两镜系统 85 bCC &5b 2.6 二次圆锥曲面及其衍生高次项曲面 86 h?OSmzRLd 2.6.1 消球差的等光程折射非球面 86 5EI"5&`* 2.6.2 经典卡塞格林系统 87 +2 oZML 2.6.3 格里高里系统 88 $V?sD{=W 2.6.4 只消球差的其他特种情况 88 sH2xkUp 2.6.5 R-C(Ritchey-Chrétien)系统及马克苏托夫系统 89 GBRiU&D 2.6.6 等晕系统的特殊情况 90 W% Lrp{ 2.6.7 库特(Cuder)系统及同心系统 91 VWK/(>TP 2.6.8 史瓦希尔德(Schwarzschield)系统 92 F}meKc?a 2.6.9 一个消四种初级像差 的系统 93 -X7x~x- 2.6.10 无焦系统 93 \I4Uj.'>\ 2.7 两镜系统的具体设计过程 93 ^mFsrw 2.7.1 R-C系统的设计 93 L/WRVc6 2.7.2 格里高里系统与卡塞格林系统 94 BxlhCu 2.8 施密特光学系统设计 95 \_R<Q?D+ 2.8.1 施密特光学系统的初级像差 95 NopfL 2.8.2 施密特校正器的精确计算法 98 o~9*J)X5i 2.9 三反射镜系统设计示例 99 AI{0;0 2.9.1 设计原则 99
2~g-k3 2.9.2 设计过程分析 100 W1xPK* 2.9.3 设计示例 101 Lk#)VGk: 参考文献 103 b`S9#` 第3章 衍射光学元件 105 hslT49m> 3.1 概述 105 1(# H% 3.1.1 菲涅耳圆孔衍射――菲涅耳波带法 106 \eQPvkx2
3.1.2 菲涅耳圆孔衍射的特点 108 )T
gfd5B 3.1.3 菲涅耳圆屏衍射 109 (0LA.aBIf 3.2 波带片 110 2|RoN)% 3.2.1 菲涅耳波带片 110 ~~k0&mK|Q 3.2.2 相位型菲涅耳波带片 112 VbJE zl 3.2.3 条形或方形波带片 113
xele;)Y 3.3 衍射光学器件衍射效率 113 U*sQ5uq 3.3.1 锯齿形一维相位光栅的衍射效率 113 XfMUodV-OZ 3.3.2 台阶状(二元光学)相位光栅的衍射效率及其计算 114 uBg#zx 3.4 通过衍射面的光线光路计算 115 'w72i/ 3.5 衍射光学系统初级像差 118 4[;}/- 3.5.1 衍射光学透镜的单色初级像差特性 118 )AdwA+-x 3.5.2 折衍混合成像系统中衍射结构的高折射率模型及PWC描述 121 fQ!W)>mi 3.5.3 P∞、W∞、C与折衍混合单透镜结构的函数关系 122 u R5h0Fi 3.6 折衍光学透镜的色散性质及色差的校正 123 ,f,+) C$ 3.6.1 折衍光学透镜的等效阿贝数ν 123 bVN?7D( 3.6.2 用DOL实现消色差 124 Hi~)C \ 3.6.3 折衍光学透镜的部分色散及二级光谱的校正 125 zIS ,N ' 3.7 衍射透镜的热变形特性 127 P2s\f;Dwr 3.7.1 光热膨胀系数 127 _<c}iZv@ 3.7.2 消热变形光学系统的设计 129 Th\T$T`X$ 3.7.3 折衍混合系统消热差系统设计示例 130 <^KW7M}w*c 3.8 衍射面的相位分布函数 132 RX?!MDO 3.8.1 用于平衡像差的衍射面的相位分布函数 132 Rb:?%\= 3.8.2 用于平衡热像差的衍射面的相位分布函数 133 5pY|RV6: 3.9 多层衍射光学元件(multi-layer diffractive optical elements) 133 -OD&x%L*{3 3.9.1 多层衍射光学元件的理论分析 134 N:+EGmp 3.9.2 多层衍射光学元件的结构 134 ls9Y? 3.9.3 多层衍射光学元件材料的选择 134 3jJV5J'" 3.9.4 多层衍射光学元件的衍射效率 135 p*YV*Arv 3.9.5 多层衍射光学元件在成像光学系统中的应用举例 136 b{-|q6 3.10 谐衍射透镜(HDL)及其成像特点 137 ]qq2VO<b 3.10.1 谐衍射透镜 137 MuzQz.C 3.10.2 谐衍射透镜的特点 137 f61vE 3.10.3 单片谐衍射透镜成像 138 gCkR$.-E 3.10.4 谐衍射/折射太赫兹多波段成像系统设计示例 139 ~Cyn w( 3.11 衍射光学轴锥镜(简称衍射轴锥镜) 143 ,g"JgX 3.11.1 衍射轴锥镜 143 V7gL*,3>= 3.11.2 设计原理和方法 144 kqo4
v;r 参考文献 150 ze5#6Vzd& 第4章 非对称光学系统像差理论 153 7)RvBcM 4.1 波像差与Zernike多项式概述 153 b~)2`l 4.1.1 波前像差理论概述 153 Ks(l :oUB 4.1.2 角向、横向和纵向像差 154 r#w 7qEtD 4.1.3 Seidel像差的波前像差表示 155 [GI2%uA0 4.1.4 泽尼克(Zernike)多项式 162 0xCe6{86 4.1.5 条纹(fringe)Zernike系数 164 x=x%F; 4.1.6 波前像差的综合评价指标 165 +tg${3ti_ 4.1.7 色差 167 mO]dP;, 4.1.8 典型光学元件的像差特性 167 Lrr(7cH, 4.2 非对称旋转成像光学系统中像差理论 174 Sz1 J4$5 4.2.1 重要概念简介 174 unz~vG1Tn 4.2.2 倾斜非球面光学面处理 176 YG0b*QBY~ 4.2.3 局部坐标系统(LCS)近轴光方法计算单个光学面像差场中心 176 mC0Dj O 4.2.4 OAR的参数化 179 368 g>/#' 4.2.5 倾斜和偏心的光学面的定位像差场对称中心矢量(像差场偏移量的推导) 181 u:l<NWF^ 4.2.6 基于实际光线计算单个面的像差场中心 182 SXJjagAoML 4.2.7 失调光学系统的波像差表示式 183 |_+l D|' 4.2.8 举例:LCS近轴计算与其实际光线等价计算的比较 185 .i|nn[H & 4.3 近圆光瞳非对称光学系统三级像差的描述 187 N0\<B-8+,> 4.3.1 光学系统的像差场为各个面的贡献之和 187 4N7|LxNNl_ 4.3.2 带有近圆光瞳的非旋转对称光学系统中的三级像差 187 %i?v)EW 4.3.3 节点像差场 191 =9p3^:S 4.3.4 波前误差以及光线的横向像差 194 o:4#AkS 4.3.5 非对称光学系统中的三级畸变 195 }rs>B,=*k 4.4 非旋转对称光学系统的多节点五级像差:球差 197 n8T'}d+mm 4.4.1 非旋转对称光学系统像差概述 197 10m|? 4.4.2 非旋转对称光学系统的五级像差 198 >$r o\/ 4.4.3 五级像差的特征节点行为:球差族包括的各项 199 A
=&`TfXu 参考文献 203 e$`hRZ%
第5章 光学自由曲面的应用 205 wPcEvGBN= 5.1 光学自由曲面概述 205 \&Bdi6xAy 5.2 参数曲线和曲面 206 }&6:0l$4! 5.2.1 曲线和曲面的参数表示 206 %AWc`D
5.2.2 参数曲线的代数和几何形式 210 ~>~qA0m"m 5.3 Bézier曲线与曲面 212 QX=x^(M$m 5.3.1 Bézier曲线的数学描述和性质 212 @*UV|$~(Q 5.3.2 Bézier曲面 215 # M!1W5# 5.4 B样条(B-spline)曲线与曲面 217 ,]n~j-X 5.4.1 B样条曲线的数学描述和性质 217 pNmWBp|ER 5.4.2 B样条曲线的性质 219 `YMd0* 5.4.3 B样条曲面的表示 220 a <F2]H=J 5.5 双三次均匀B样条曲面 221 e VQ-?DK 5.5.1 B 样条曲面 221 m"'`$ /_ 5.5.2 双三次均匀B样条曲面的矩阵公式 223 "oF)u1_? 5.6 非均匀有理B样条(NURBS)曲线与曲面 224 I6@"y0I 5.6.1 NURBS曲线与曲面 224 x_C0=Q|K3 5.6.2 NURBS曲线的定义 224 )24M?R@r 5.6.3 NURBS表示 226 NN5Ejr, 5.6.4 非均匀有理B样条曲面 228 qTMY]=( 5.7 Coons曲面 229 %p&y/^=0I 5.7.1 基本概念 229 )DlKeiK 5.7.2 双线性Coons曲面 230 :IfwhI) 5.7.3 双三次Coons曲面 231 P46Q3EE
5.8 自由曲面棱镜光学系统 232 K"X"2c1o 5.8.1 自由曲面棱镜概述 232 tp&|*M3 5.8.2 矢量像差理论及初始结构确定方法 233 ja&m-CFK 5.8.3 自由曲面棱镜设计 236 |z:4T%ES 5.8.4 用光学设计软件设计含自由曲面的光学系统 238 'lu3BQvfh 参考文献 239 _ F|}=^Z` 第6章 共形光学系统 241 T"gk^. 6.1 概述 241 n"Bc2}{ 6.1.1 共形光学系统的一般要求 241 ]bpgsW:Xu 6.1.2 共形光学系统的主要参量 244 Q[|*P ] w 6.1.3 共形光学系统中的像差校正 250 HTvUt*U1 6.1.4 共形光学系统实际应用须考虑的问题 252 +PKsiUJ| 6.2 椭球整流罩的几何特性及消像差条件在共形光学系统中的应用 253 x.] tGS 6.2.1 椭球面几何特性分析 253 *-Vr=e<8 6.2.2 椭球整流罩的几何特性 256 Z;RUxe|<k 6.2.3 利用矢量像差理论分析椭球整流罩结构的像差特性 258 1v,R<1)& 6.3 基于Wassermann-Wolf方程的共形光学系统设计 259 6f
?,v5 6.3.1 共形光学系统解决像差动态变化的方法概述 259 $z 5kA9 6.3.2 共形光学系统的像差分析 260 M:iH7K 6.3.3 Wassermann-Wolf非球面理论 261 OIjSH~a. 6.3.4 利用Wassermann-Wolf原理设计共形光学系统 265 zZ<* 6.4 折/反射椭球形整流罩光学系统的设计 268 (hQi { 6.4.1 折/反射椭球形整流罩光学系统的设计原则 269 4udj"-V 6.4.2 椭球形整流罩像差分析 269 uhp.Yv@c 6.4.3 两镜校正系统初始结构设计原理 269 ;/JXn 6.4.4 用平面对称矢量像差理论分析光学系统像差特性 274 LNHi}P~ 6.4.5 设计结果 275 \^RKb-6n 6.5 共形光学系统的动态像差校正技术 276 ZKpJc'h 6.5.1 共形光学系统的固定校正器 276 Zzz94` 6.5.2 弧形校正器 278 VYO1qj 6.5.3 基于轴向移动柱面―泽尼克校正元件的动态像差校正技术 280 \4C[<Gbx$( 6.6 二元光学元件在椭球整流罩导引头光学系统中的应用 283 )4c?BCgy 6.6.1 二元光学元件的光学特性 284 fBv:
TC% 6.6.2 二元衍射光学元件在椭球形整流罩导引头光学系统中的应用 286 RgQs`aI 6.6.3 利用衍/射光学元件进行共形整流罩像差校正的研究 288 mdEl
CC0 6.6.4 折/衍混合消热差共形光学系统的设计 291 PiCGZybCA 6.7 利用自由曲面进行微变焦共形光学系统设计 295 -V[x
q 6.7.1 自由曲面进行微变焦共形光学系统的特点 295 af9KtX+ 6.7.2 利用自由曲面的像差校正方法 295 !@N?0@$/ 6.8 基于实际光线追迹的共形光学系统设计概述 298 zR]!g|;f 6.8.1 实际光线追迹设计方法可在共形光学系统整个观察视场内得到较好像质 298 W\;|mEEu 6.8.2 实际光线追迹方法概述 299 0\B{~1(^ 参考文献 302 9n;6zVV%` 第7章 非成像光学系统 308 J|%bRLX@> 7.1 引言 308 iemp%~UZ 7.1.1 太阳能热发电技术简介 308 : T7(sf*!* 7.1.2 太阳能光伏发电 311 ; D/6e6 7.1.3 照明非成像光学 312 N2duhI6 7.2 非成像光学概述 314 .kPNWNrw 7.2.1 非成像会聚器特性 314 %9Z0\
a)[ 7.2.2 光学扩展不变量 314 TO"Md["GI 7.2.3 会聚度的定义 315 y)CvlI 7.3 会聚器理论中的一些几何光学概念 316 _*Z3,*~"X 7.3.1 光学扩展量的几何光学概念 316 A>2 _I) 7.3.2 在成像光学系统中像差对会聚度的影响 317 `8RKpZv& 7.3.3 光学扩展量(拉氏不变量)和相空间的广义概念 318 9:-7.^`P 7.3.4 斜不变量 320 @|Yn~PwKs 7.4 非成像光学的边缘光线原理 322 k{N!}%*2 7.4.1 边缘光线原理 322 f% )9!qeW 7.4.2 边缘光线原理应用――“拉线”方法 322 0< vJ*z|_ 7.5 复合抛物面会聚器(CPC) 324 y1Z>{SDiq 7.5.1 光锥会聚器 324 DZnqCu"J 7.5.2 复合抛物面会聚器(CPC)概述 324 oZd 3H 7.5.3 复合抛物面会聚器的性质 326 LCtVM70 7.5.4 增加复合抛物面会聚器的最大会聚角 328 xdM'v{N#m 7.6 同步多曲面设计方法 331 #vga
qe9 7.6.1 SMS方法设计会聚器概述 331 DF4CB# 7.6.2 一个非成像透镜的设计:RR会聚器 332 #ye`vD 7.6.3 XR会聚器 335 rVl 8?uy 7.6.4 RX会聚器 337 *vuI'EbM 7.7 XX类会聚器 340 <r t$~} 7.7.1 XX类会聚器的原理 340 7*KUM6z 7.7.2 RX1会聚器 341 L~Peerby 7.7.3 RX1会聚器的三维分析 341 Bdb}4X rL 7.8 非成像光学用于LED照明 343 ThI}~$Y 7.8.1 边缘光线扩展度守恒原理和控制网格算法 344 "#E<Leh' 7.8.2 LED的非成像光学系统设计实例 346 LR>s2zu- 7.8.3 大范围照明光源设计(二维给定光分布设计) 347 f pq|mY 7.9 非成像光学用于LED均匀照明的自由曲面透镜 348 h@G~'\8t 7.9.1 均匀照明的自由曲面透镜概述 348 ,1N|lyV 7.9.2 LED浸没式自由曲面透镜设计方法 349 [X!w@d= i 7.9.3 设计示例 351 gK({InOP 参考文献 353 w]{c*4o 第8章 光电光学系统中紧凑型照相光学系统设计 356 -$[&{.B. 8.1 概述 356 m}s.a.x 8.1.1 数码相机的组成 356 51Y%"v t 8.1.2 数码相机中图像传感器CCD和CMOS的比较 357 sg2% BkTI 8.1.3 数码相机的分类 359 1(IZ,*i 8.1.4 数码相机的光学性能 364 ^4^N} 7>5 8.1.5 数码相机镜头的分类和特点 365 #O\as~- 8.2 数码相机镜头设计示例 367 2[qfF6FHA 8.2.1 球面定焦距镜头设计示例 367 _OuNX.yrG 8.2.2 非球面定焦距镜头设计示例 370 m x |V) 8.3 变焦距镜头设计示例 372 $m2#oI'D 8.3.1 变焦透镜组原理 373 x0(bM g>7 8.3.2 非球面变倍镜头初始数据 373 ?<C(ga 8.3.3 折叠式(潜望式)变焦镜头示例 376 3,{eH6,O7M 8.4 手机照相光学系统 378 :e;6oC*"q 8.4.1 手机照相光学系统概述 378
v>B412l 8.4.2 两片型非球面手机物镜设计示例 379 \?T9v 8.4.3 三片型手机物镜设计 382 FrXP"U}Y 8.5 手机镜头新技术概述 385 J*$%d1 8.5.1 自由曲面在手机镜头中的应用 385 iKJqMES 8.5.2 液体镜头 385 5 k3m"* 8.6 鱼眼镜头概述 388 gI;"P kN 8.6.1 鱼眼镜头是“仿生学的示例” 388 :#^qn|{e 8.6.2 鱼眼镜头基本结构的像差校正 390 8$\j| mN 8.6.3 鱼眼镜头基本光学结构的演变 391 :1j8!R5 8.6.4 鱼眼镜头的发展 391 zH}3J} 8.6.5 鱼眼镜头的光学性能 393 `M6"=)twu 8.6.6 光阑球差与入瞳位置的确定 396 P7XZ|Td4* 8.6.7 光阑彗差与像差渐晕 398 bAZoi0LR
8.6.8 鱼眼镜头示例与投影方式比较 399 W?.469yy 参考文献 402 EpMxq7* 第9章 光学系统焦深的扩展与衍射极限的突破 405 9Sxr9FLW~ 9.1 概述 405 Y_:jc{? 9.1.1 扩展焦深概述 405 %0C [v7\ 9.1.2 超衍射极限近场显微术概述 409 $5JeN{B 9.1.3 远场超分辨成像 418 i3N{Dt 9.2 光学成像系统景深的延拓 420 <lf692.3 9.2.1 景深延拓概述 420 )/;+aDk 9.2.2 延拓景深的方形孔径相位模板 425 Bc"MOSV0 9.2.3 增大景深的圆对称相位模板 438 `K.C>68 9.3 多环分区圆对称相位模板设计 442 B&6NjLV 9.3.1 多环分区圆对称相位模板的概念 442 ;kk[x8$ 9.3.2 多环分区圆对称相位模板对应系统的特性 448 U+x^!{[/ 9.3.3 圆对称相位模板成像系统的优缺点 450 Ul_Zn 9.3.4 初级像差的影响以及延拓景深图像的复原 451 5+M,X kg 9.3.5 延拓景深相位模板系统的图像复原与其光学成像系统的光学设计 456 : x&R'wX- 9.3.6 延拓景深光学成像系统的光学设计 460 t2(X 9.4 轴锥镜(axicon)扩展焦深 468 vu*e*b$} 9.4.1 轴锥镜 468 &<98nT 9.4.2 小焦斑长焦深激光焦点的衍射轴锥镜的设计 476 5:IDl1f5 9.5 近场光学与近场光学显微镜 478 F%|P#CaB 9.5.1 近场光学概念 478 $45|^.b 9.5.2 近场扫描光学显微镜(NSOM) 482 8>eYM 9.6 扫描探针显微镜 488 7s?#y=M 9.6.1 与隧道效应有关的显微镜 489 <
bC'.m 9.6.2 原子力显微镜(AFM) 491 r{R<J?Y 9.6.3 扫描力显微镜(SFM) 495 &S{r;N5u 9.6.4 检测材料不同组分的SFM技术 498 @^UgdD,BS, 9.6.5 光子扫描隧道显微镜(PSTM) 499 z1Ieva] 9.7 原子力显微镜 504 6~%><C 9.7.1 原子力显微镜的基本组成 504 HRyFjAR\? 9.7.2 近场力 505 gvuv>A}vJ 9.7.3 微悬臂力学 507 LVB wWlJ 9.7.4 AFM探测器信号 508 q8d](MaX 9.7.5 原子力显微镜的测量模式 509 0* F` h 9.7.6 原子力显微镜检测成像技术 512 vYV!8o.I 9.7.7 AFM的优点和正在改进之处 513 KBB)xez8 9.7.8 电力显微镜(EFM) 513 j J{F0o 9.8 远场超高分辨率显微术 516 ih0a#PB8 9.8.1 远场超高分辨率显微术概述 516 ~ps,U 9.8.2 4Pi显微镜 517 0Gs\x 9.8.3 3D随机光学重建显微镜(STORM) 519 uMw6b=/U 9.8.4 平面光显微镜(SPIM)基本原理 520 }( F:U# 9.8.5 福斯特共振能量转移显微镜(FRETM) 521 p*Q-o 9.8.6 全内反射荧光显微镜(TIRFM) 522 7?whxi Qs 9.9 衍射光学组件用于扫描双光子显微镜的景深扩展 524 (& SU)Uvu 9.9.1 远场超分辨显微镜扩展焦深概述 524 $^iio@SW{ 9.9.2 扩展焦深显微光学系统设计 525 W9%v#;2 9.9.3 扫描双光子显微成像系统的扩展景深实验 528 e&z@yy$
参考文献 532 T&'Jc 第10章 自适应光学技术应用概述 542 v@%4i~N 10.1 引言 542 NF8<9 10.1.1 自适应光学技术的发展 542 1- s(v)cxh 10.1.2 自适应光学系统 544 dzOco)y 10.1.3 自适应光学应用技术 545 l'(FM^8jv 10.1.4 自适应光学在相控阵系统中的应用 547 2V)+ba|+ 10.1.5 高能激光相控阵系统简介 549 Gf"TI:xa 10.2 自适应光学系统原理 553 l%EvXdZuOy 10.2.1 自适应光学概念 553 GFdbwn5B 10.2.2 共光路/共模块自适应光学原理及衍生光路 557 k4V3.i!E 10.3 自适应光学系统的基本组成原理和应用 569 N4ZV+
|
10.3.1 波前传感器 569 c},pu[nL 10.3.2 波前校正器 578 (Y)2[j 10.3.3 波前控制器及控制算法 584 H\QkU`b 10.3.4 激光导星原理及系统 589 3Qe|'E,U 10.4 天文望远镜及其自适应光学系统 601 <8b1OdA 10.4.1 2.16 m望远镜及其自适应光学系统 601 zE/l 10.4.2 37单元自适应光学系统 608 V gMgeja 10.4.3 1.2 m望远镜61单元自适应光学系统 612 i6KfH\{N 10.5 锁相光纤准直器的自适应阵列实验系统 620 &NBH'Rt 10.5.1 概述 620 kZG .Id 10.5.2 光纤准直器的自适应阵列中的反馈控制 626 g:fvg!_v 10.6 阵列光束优化式自适应光学的原理与算法 631 $!*>5".A 10.6.1 光学相控阵技术基本概念 631 "HJ^>%ia
10.6.2 优化算法自适应光学 633 |qMG@ 10.6.3 阵列光束优化式自适应光学的原理与发展 634 BjfVNF;hk: 10.6.4 阵列光束优化式自适应光学算法 635 wU+r]SK@ 10.7 自适应光学技术在自由空间光通信中的应用 642 :+/8n+@# 10.7.1 自由空间光通信概述 642 cRf F!EV 10.7.2 自由空间光通信系统概述 643 6
^3RfF^W 10.7.3 一些自由空间光通信的示例 649 o^~ZXF} 10.7.4 自适应光学结合脉冲位置调制(PPM)改善光通信性能 653 *eoH"UFYQ# 10.7.5 无波前传感自适应光学(AO)系统 656 Fy{yg]O" 10.8 自由空间激光通信终端系统原理 659 .+1I>L 10.8.1 终端系统结构和工作原理 659 ~QbHp|g 10.8.2 激光收发子系统 660 -Rw3[4>@O" 10.8.3 捕获跟踪瞄准(ATP)子系统 662 06]3+s{{ 10.8.4 光学平台子系统 662
$L= Dky7 10.8.5 卫星终端系统概述 666 _+By=B.' 10.8.6 基于自适应光学技术的星载终端光学系统方案示例 673 Ts
!g=F 10.9 自适应光学技术的其他典型应用举例 675 44*#qLN 10.9.1 自适应光学技术在惯性约束聚变技术中的应用概述 675 3l?|+sU>O 10.9.2 自适应光学用于月球激光测距 679 1]:,Xa+|S 10.9.3 自适应光学系统在战术激光武器中的应用简介 682 mzK0$y#*o 10.9.4 自适应光学在医学眼科成像中的应用 689 D@La-K*5 参考文献 696 &"%Ws{Qn] 第11章 微纳投影光刻技术导论 711 IVh5SS 11.1 引言 711 `6VnL) 11.2 光刻离轴照明技术 717 iKaX8c,zI 11.3 投影光刻掩模误差补偿 721 ch8VJ^%Ra1 11.4 投影光刻相移掩模 728 ooJxE\L 11.5 电子投影光刻(EPL) 735 "a[;{s{{. 11.6 离子束曝光技术 750 rQ*w3F?: 11.7 纳米压印光刻(NIL)技术 754 .5Y{Yme 参考文献 761 16/ V5 第12章 投影光刻物镜 769 zU!{_Ao9 12.1 概述 769 |V\{U j 12.1.1 光刻技术简介 769 DD=X{{;D\" 12.1.2 提高光刻机性能的关键技术 769 tAN!LI+w 12.1.3 ArF光刻机研发进展 771 eWDXV-xD 12.1.4 下一代光刻技术的研究进展 772 Zeg'\&w0s 12.2 投影光刻物镜的光学参量 772
Hy3J2p9. 12.2.1 投影光刻物镜的光学特征 772 +zMhA p 12.2.2 工作波长与光学材料 774 8~O#@hB~3 12.3 投影光刻物镜结构形式 784 clU ?bF~e1 12.3.1 折射式投影物镜结构形式 784 6HCg<_j] 12.3.2 折射式光刻投影物镜 785 G{: B'08 12.3.3 深紫外(DUV)投影光刻物镜设计要求 786 _\d|`3RM 12.3.4 深紫外(DUV)非球面的投影光刻物镜 786 1!^BcrG. 12.3.5 光阑移动对投影光刻物镜尺寸的影响 787 5Lc@=,/0 12.4 光刻物镜的像质评价 788 nqH[
y0 12.4.1 波像差与分辨率 788 E9\"@wu[d 12.4.2 基于Zernike多项式的波像差分解 791 (X@\2M4@T# 12.4.3 条纹Zernike多项式的不足与扩展 794 T@ESMPeU:X 12.5 运动学安装机理与物镜像质精修 795 p?$N[-W 6- 12.5.1 运动学安装机理 795 G@DNV3Cc 12.5.2 物镜像质精修 796 y0p=E^QM 12.5.3 投影光刻物镜的像质补偿 796 1K3XNHF 12.6 进一步扩展NA 801 IB#
ua: 12.6.1 用Rayleigh公式中的因子扩展NA 801 ^4`x:6m 12.6.2 非球面的引入 802 CCG5:xS 12.6.3 反射光学元件的引入 802 PJZ;wqTD_ 12.6.4 两次曝光或两次图形曝光技术 803 &qWg$_Yh 12.7 浸没式光刻技术 803 I?D=Q$s 12.7.1 浸没式光刻的原理 803 a&G{3#l 12.7.2 浸没液体 804 A~Sc ] M 12.7.3 浸没式大数值孔径投影光刻物镜 805 9c]$d 12.7.4 偏振光照明 806 Q(<A Yu 12.7.5 投影光刻物镜的将来趋势 808 |I1,9ex 12.8 极紫外(EUV)光刻系统 810 dE8f?L' 12.8.1 极紫外(EUV)光源 810 "*#f^/LS 12.8.2 EUVL(extreme ultraviolet lithography)投影光刻系统的主要技术要求 813 !y_L~81? 12.8.3 两镜EUV投影光刻物镜 815 2j4202 12.8.4 ETS 4镜原型机 819 Ru`afjc 12.9 EUVL6镜投影光学系统设计 820 9)+!*(D 12.9.1 非球面6镜投影光学系统结构 820 qGag{E5! 12.9.2 分组设计法――渐进式优化设计6片(22 nm技术节点) BywEoS 反射式非球面投影光刻物镜 821 H%m^8yW1 12.9.3 EUVL照明系统设计要求 825 /{buFX2"} 12.10 鞍点构建方法用于光刻物镜设计 827 &c-V
QP( 12.10.1 构建鞍点的价值函数的基本性质 827 BD]J/o 12.10.2 鞍点构建 828 !KXcg9e 12.10.3 DUV光刻物镜的枢纽 830 BsXF'x<U* 12.10.4 深紫外(DUV)光刻物镜设计举例 832 \
&|xMw[ 12.10.5 用鞍点构建方法设计EUV投影光刻系统 835 aW:*!d# 12.10.6 极紫外(EUV)光刻物镜举例 836 b [HnhAI 12.10.7 鞍点构建设计方法中加入非球面设计概述 837 P\ P=1NM 参考文献 840 G0:<#?<5 第13章 表面等离子体纳米光子学应用 850 S".|j$ 13.1 表面等离子体概述 850 _K?v^oM# 13.1.1 表面等离子体相关概念 850 W\B@0Is o 13.1.2 表面等离子体激发方式 852 ):G+*3yb 13.2 SPP产生条件和色散关系 854 prO&"t
> 13.2.1 电荷密度波(CWD)与激发SPP的条件 854 g&/lyQ+G 13.2.2 介电质/金属结构中典型的SPP色散曲线 856 Q-h< av9 13.3 SPP的特征长度 858 '2l[~T$* 13.3.1 概述 858 e?(4lD)d 13.3.2 SPP的波长λSPP 859 }6LcimQyK 13.3.3 SPP的传播距离δSPP 860 c%G~HOE=B 13.3.4 实验 862 ^'N!k{x 13.3.5 SPP场的穿透深度δd和δm 863 H)TKk%`7 13.4 SPP的透射增强 864 r9}(FL/)b 13.4.1 透射增强 864 b/.EA'/ 13.4.2 围绕单孔的同心环槽状结构 865 w@WtW8
p^ 13.4.3 平行于单狭缝的对称线性槽阵列 866 S9:ij1 13.5 突破衍射极限的超高分辨率成像和银超透镜的超衍射极限成像 867 UBv#z&@[ 13.5.1 超透镜的构成 867 8B6(SQp% 13.5.2 银超透镜 868 |LIcq0Z 13.5.3 银超透镜成像实验 869 b6e2a/x 13.6 SPP纳米光刻技术 870 uUaDesz~= 13.6.1 表面等离子体共振干涉纳米光刻技术 870 ;(E]mbV'= 13.6.2 基于背面曝光的无掩模表面等离子体激元干涉光刻 871 'GW~~UhdW 13.6.3 在纳米球―金属表面系统中激发间隙模式用于亚30 nm表面等离子体激元光刻 873 #lFsgb 13.6.4 用介电质―金属多层结构等离子体干涉光刻 875 hT=E~|O 13.7 高分辨率并行写入无掩模等离子体光刻 879 &K | |