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2023-06-19 11:39 |
高等光学成像理论
光学显微术及相关技术由于激光技术的引进获得快速发展,促使了光学成像理论在空间域与频域的三维显微成像理论、超短脉冲成像理论、高数值孔径物镜像差理论等方面的进步。本书涉及描述棱镜光学成像系统的理论与原理,包括衍射理论、点扩散函数、传递函数分析、超短脉冲光束成像、高数值孔径物镜成像、有像差成像等,并对现代光学显微术中所需的新理论进行介绍。 oJcDs-! rNgFsFQ>.
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9!u=q5+E 9aED6 目录 mG?g 中译本序 I.[2-~yf 原书前言 T ~9)0A"] 第1章引言1 {&2aH>V/ 1.1光学成像理论的*新进展1 03WLVP@ 1.2本书内容概述2 {9tKq--@E9 参考文献4 K0|8h!WF+ 第2章衍射理论5 1}moT# 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 p[Pa(a,B7 2.1.1衍射的描述5 U>b mCK2 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 j4ARGkK5B 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 ?onaJ=mT 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 8i H'cX 2.2.1格林函数8 [jPUAr} 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 7QXA*.'
F 2.2.3基尔霍夫边界条件10 Zc_%hQf2A 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 Y:GSjq 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 2S~cW./#fX 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 P8hA<{UFS\ 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 |i)7jG< 2.3.3徳拜近似14 v"y0D 2.4傍轴近似14 LL|uMe"Jb 2.4.1菲涅耳近似15 Htg,^d 5 2.4.2夫琅禾费近似16 tE i-0J 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 9~bl 2.5.1圆孔衍射17 0y>]68D 2.5.2圆屏衍射19 hJrcy!P<a 2.5.3锯齿孔径衍射21
1o&]=( 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 RoV^sbWFt 参考文献26 v8
Q/DJ~ 第3章点扩散函数28 k<1BE^[V 3.1透镜的透过率28 V'kCd4 3.2透镜的衍射30 8VbHZ9Q 3.2.1圆透镜32 NQ7j{dJ? 3.2.2环形透镜36 aR3R,6ec 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 I9sx*' 3.3相干像的形成38 2E
V
M*^A 3.3.1透镜成像规律40 K4]42# 3.3.2散焦效应42 v9<7= D&x 3.3.3阿贝成像理论44 H3$~S ' 3.4空间不变特性47 e(;1XqLM 3.5非相干成像51 fs8nYgv|Q 参考文献52 wv.FL$f[@ 第4章传递函数分析53 80PlbUBb! 4.1传递函数介绍53 3=6`'PKRQ 4.2相干传递函数57 >(v%"04|e 4.3光学传递函数60 ']nB_x7 4.3.1圆透镜61 cY%[UK $l 4.3.2环形透镜64 L0v& m 4.4三维传递函数的投影与截面65 oV4+w_rrLc 4.4.1厚平面物体65 OYcf+p"<\ 4.4.2薄物体66 Y^zL}@ 4.4.3线物体67 ya!RiHj 4.4.4点物体68 h8IjTd]z{$ 4.5聚焦和轴上传递函数69 bjgf8427I 4.5.1聚焦传递函数69 R|7yhsJq, 4.5.2轴上传递函数71 K\Oz
~,z 4.6相干成像和非相干成像的比较72 F[q:jY 4.7空间滤波原理及应用74 +UzFHiGy# 4.7.1正弦光栅图像76 :K%{?y 4.7.2相衬图像77 ]<9=%m 4.7.3光学数据处理78 ' 0iXx 4.7.4其他的空间滤波器80 K<@gU\-! 参考文献81 ;B%NFvG 第5章超短脉冲光束成像83 x/nlIoT 5.1超短脉冲光束的产生83 NGl/F{< 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 $=>(7 =l_ 5.3脉冲光束照射下的衍射87 Y{].%xM5 5.3.1圆孔87 yN*HIN 5.3.2圆屏91 pdcP;. 5.3.3锯齿孔92 r 5!ie!5gE 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 d/Q}I[J.u 5.5薄透镜的点扩散函数95 //c<p 5.5.1色差效应96 A>;Q<8rh 5.5.2降低色度的方法98 T6s~f$G 5.5.3单点的时间相关图像100 U.7;:W}c 5.6薄透镜的传递函数102 vn n4 5.6.1相干传递函数102 +Eil:Jz 5.6.2光学传递函数105 y`"b%P)+T 参考文献108 3"28=)o 第6章高数值孔径物镜成像109 [ vU$zZ< 6.1高数值孔径物镜的影响109 [4)q6N5`f 6.2德拜理论111 C-@ 6.2.1德拜近似111 &3x
\wH/_ 6.2.2圆透镜的德拜积分112 f_`gUMf 6.2.3傍轴近似114 O'5d6m 6.3切趾函数115 kV@*5yc?R 6.3.1正弦条件116 %@IZ41<C
6.3.2赫歇尔条件118 TH_Vw,) 6.3.3均匀投影条件119 <ex,@{n4 6.3.4亥姆霍兹条件119 0qXkWGB 6.4传递函数120 p5<2t SD 6.4.1相干传递函数120 9>qc 1z 6.4.2光学传递函数122 qXPT1%+)y 6.5矢量德拜理论124 auOYi<<>W 6.5.1矢量德拜积分124 3nfw:. 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 K&(}5`H0= 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 pWo`iM& F 6.6.1单电介质界面129 !!Tk'=t9"3 6.6.2多介质界面132 PV?XpT 参考文献134 %N\pfZ2\ 第7章有像差成像135 ny:c&XS 7.1有像差的衍射积分135 ZyE2=w7n 7.1.1存在像差的德拜积分135 *G"vV>OSV 7.1.2斯特列尔强度137 *uYnu|UQH 7.2像差函数的展开138 .e2qa 7.2.1位移定理138 r!eCfV7 7.2.2泽尼克圆多项式138 .pNPC|XU 7.3初级像差139 ^H'zS3S 7.3.1初级像差的定义139 S[fzy$"> 7.3.2初级像差的表示140 8+Lig 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 8Rq+eOP=S 7.4初级像差的容限条件146 (>m3WI$d 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 4;;F(yk8 7.4.2马雷查尔判据146 YQ>P{I%J 7.5折射率不匹配引起的像差147 s&S8P;K| 7.5.1介质界面引起的球差147 9wLV\>i[k 7.5.2由盖玻片导致的球差150 XAuB .)| 7.6物镜管长变化导致的球差151 HjTK/x'_'L 参考文献152 YH`/;H=$G/ 附录A傅里叶变换153 \LB =_W$ A.1一维傅里叶变换153 M 7j0&>NTG A.2二维傅里叶变换154 jREj]V> A.3三维傅里叶变换154 5q[0;`J A.4傅里叶变换定理156 zR)|%[sWwQ 附录B汉克尔变换158 Ij>x3L\- 附录CDelta函数160 VNx|nP& 索引162 }?B=R#5 xw-x<7
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