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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。 ;L,yJ~ fO837
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OkphbAX (kx>\FIK* 目录 xM>dv5<E 中译本序 J?Rp 原书前言 fN
1:'d 第1章引言1 DvTbt?i[ 1.1光学成像理论的*新进展1 (A;HB@)[A 1.2本书内容概述2 6wb M$|yFj 参考文献4 }dSFv
第2章衍射理论5 R=W$3Ue~, 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 z.W1Za 2.1.1衍射的描述5 s%?<:9 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 xG(:O@ 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 K,*If Hi6[ 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 FYK}AR<= 2.2.1格林函数8 XV!UeBq 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 :0Fwaw9PH" 2.2.3基尔霍夫边界条件10 )EG-xo@X 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 TSsx^h8/ 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 5d|+ c< 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 5hB2:$C 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 #|lVQ@= 2.3.3徳拜近似14 }U b "Vb 2.4傍轴近似14 ^Cg@'R9 2.4.1菲涅耳近似15 .\)p3pC) 2.4.2夫琅禾费近似16 XB%`5wwd 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 /PkOF(( 2.5.1圆孔衍射17 i{PX= 2.5.2圆屏衍射19 p-/}@r3Z+ 2.5.3锯齿孔径衍射21 7p18;Z+6>X 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ^N~Jm&I 参考文献26 *c@]c~hY, 第3章点扩散函数28 [92bGR{ 3.1透镜的透过率28 .gI9jRdKw 3.2透镜的衍射30 gOk^("@ 3.2.1圆透镜32 gwYTOs^ 3.2.2环形透镜36 ,]?l(H $x' 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 5gPAX $j H 3.3相干像的形成38 St1>J.k_ 3.3.1透镜成像规律40 iainl@3Qj 3.3.2散焦效应42 sQT,@'" 3.3.3阿贝成像理论44 3*b!]^d:D 3.4空间不变特性47 < YuI}d~' 3.5非相干成像51 !Jo.Un7 参考文献52 UmQ'=@^kR 第4章传递函数分析53 W&^2Fb 4.1传递函数介绍53 yDw^xGws 4.2相干传递函数57 .{]=v 4.3光学传递函数60 t,;b*ZR 4.3.1圆透镜61 ;"GI~p2~7 4.3.2环形透镜64 NPR{g!tK% 4.4三维传递函数的投影与截面65 *-9b!>5eD 4.4.1厚平面物体65 mH3{<^Z6 4.4.2薄物体66 [ \Aor[( 4.4.3线物体67 Va'K~$d_ 4.4.4点物体68 fmq^AnKd 4.5聚焦和轴上传递函数69
@KYmkxW 4.5.1聚焦传递函数69 <kor;exeJ 4.5.2轴上传递函数71 {EupB? 4.6相干成像和非相干成像的比较72 ~9ILN~91 4.7空间滤波原理及应用74 RwwX;I"o% 4.7.1正弦光栅图像76 Qod2m$>wp} 4.7.2相衬图像77 QfM*K.7Sl 4.7.3光学数据处理78 (.3L'+F 4.7.4其他的空间滤波器80 N:/$N@"Ge 参考文献81 _'oy
C(:} 第5章超短脉冲光束成像83 'C*NyHc 5.1超短脉冲光束的产生83 IN]bAd8" 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 PZl(S}VY 5.3脉冲光束照射下的衍射87 )+9D$m=P; 5.3.1圆孔87 rQ$A|GJ L 5.3.2圆屏91 s^{j 5.3.3锯齿孔92
ss3fq} 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 HIeMV,.QN 5.5薄透镜的点扩散函数95 {1YT a:evl 5.5.1色差效应96 D 2Go,1 5.5.2降低色度的方法98 "Hjw 5.5.3单点的时间相关图像100 &f qmO>M 5.6薄透镜的传递函数102 _.06^5o 5.6.1相干传递函数102 fhn0^Qc"+ 5.6.2光学传递函数105 RN:#+S(8 参考文献108 U>x2'B v 第6章高数值孔径物镜成像109 x{*!"a> 6.1高数值孔径物镜的影响109 0QIocha 6.2德拜理论111 |/lIasI 6.2.1德拜近似111 T[q-$8U 6.2.2圆透镜的德拜积分112 MgMLfgt"V 6.2.3傍轴近似114 Pjb9FCA' 6.3切趾函数115 a\m10Ih: 6.3.1正弦条件116 nZ7v9o9 6.3.2赫歇尔条件118 ,em6wIq, 6.3.3均匀投影条件119 $'FPst8Q< 6.3.4亥姆霍兹条件119 ,n!xzoX_ 6.4传递函数120 Yhw* `"X 6.4.1相干传递函数120 rrwsj` 6.4.2光学传递函数122 3Ob"r` 6.5矢量德拜理论124 Dfhs@ z 6.5.1矢量德拜积分124 OEwfNZQ- 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 q=1SP@;\6 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 M*S5&xpX 6.6.1单电介质界面129 u\.sS|$ 6.6.2多介质界面132 lIFU7g 参考文献134 4QZy-a*tA 第7章有像差成像135
=;/h{
t 7.1有像差的衍射积分135 V_W=MWs&+ 7.1.1存在像差的德拜积分135 5PL,~Y 7.1.2斯特列尔强度137 B=c^ma 7.2像差函数的展开138 ^&rbI,D 7.2.1位移定理138 xBG1up<z 7.2.2泽尼克圆多项式138 E0DEFB 7.3初级像差139 1aT$07G0 7.3.1初级像差的定义139 gq@."wHU 7.3.2初级像差的表示140 99:L#0!.W 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 e #OU {2X 7.4初级像差的容限条件146 +Ae.>%} 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 sk3;;<H 7.4.2马雷查尔判据146 !aEp88u 7.5折射率不匹配引起的像差147 Go67VqJr 7.5.1介质界面引起的球差147 O46/[{p+8 7.5.2由盖玻片导致的球差150 P%lLKSA 7.6物镜管长变化导致的球差151 B&$89]gs| 参考文献152 8Z!ea3kAT 附录A傅里叶变换153 E37@BfpO3 A.1一维傅里叶变换153 2Ls<OO A.2二维傅里叶变换154 |5/[0V-vy A.3三维傅里叶变换154 :ZIcWIV- A.4傅里叶变换定理156 (os7Q? 附录B汉克尔变换158 KE3v3g< 附录CDelta函数160 ^,5.vfES 索引162 >lW*%{|b$^ T:&+#0<
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