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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。 b49h @G R"HV|Dm|m
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VhLfSN>W q%q+2P> 目录 Z]{=Jy!F 中译本序 P(I%9 原书前言 _ ~yd 第1章引言1 |P&
\C8h 1.1光学成像理论的*新进展1 QA^FP8!j 1.2本书内容概述2 XaE*$: 参考文献4 'L7u` 第2章衍射理论5 zBq&/? 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 w{ _g"X 2.1.1衍射的描述5 NpM;vO 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 KwaxNb5 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 'J0I$-QYk 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 wsQuJrG 2.2.1格林函数8 qhTVsZ:{C 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 8EJP~bt 2.2.3基尔霍夫边界条件10 95j`^M)Q 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 LcA7f'GVK 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 /3hY[#e 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 z#`Qfvu6Hi 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 |N6.:K[` 2.3.3徳拜近似14 Crj7n/mp]s 2.4傍轴近似14 GNuIcy 2.4.1菲涅耳近似15 =(\BM')l 2.4.2夫琅禾费近似16 ^yl}/OD 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 kzK9. 2.5.1圆孔衍射17 F/LMk8RgR 2.5.2圆屏衍射19 U}Puq5[ ? 2.5.3锯齿孔径衍射21 >iG3!Td)y 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 Ylu\]pr9|C 参考文献26 nTtEv~a_n 第3章点扩散函数28 OJA_OqVp$K 3.1透镜的透过率28 !fe_w5S^ 3.2透镜的衍射30 `Xeiz'~f8 3.2.1圆透镜32 0:I<TJ~P 3.2.2环形透镜36 `bV&n!Y_ 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 :t "_I 3.3相干像的形成38 }:$ot18 3.3.1透镜成像规律40 \JR^uJ{Y 3.3.2散焦效应42 E8nj_^Z 3.3.3阿贝成像理论44 >)diXe}j 3.4空间不变特性47 }!Pty25j 3.5非相干成像51 L[nDjQn" 参考文献52 1k)pJzsc 第4章传递函数分析53 n`w]? bL 4.1传递函数介绍53 4e|N^h*! 4.2相干传递函数57 0J466H_d{ 4.3光学传递函数60 [Pjitw/? 4.3.1圆透镜61 [.Fq
l+ 4.3.2环形透镜64 Np$&8v+en 4.4三维传递函数的投影与截面65 b]xoXC6@ t 4.4.1厚平面物体65 k #\j \t- 4.4.2薄物体66 /!;v$es
S 4.4.3线物体67 [N9yWuc 4.4.4点物体68 yVXVH CB 4.5聚焦和轴上传递函数69 [ "3s 4.5.1聚焦传递函数69 IqepR
>5t 4.5.2轴上传递函数71 7hPwa3D^ 4.6相干成像和非相干成像的比较72 L$);50E
4.7空间滤波原理及应用74 v)gMNzt 4.7.1正弦光栅图像76 84e8z { 4.7.2相衬图像77 3< 6h~ek) 4.7.3光学数据处理78 *ej< 0I{ 4.7.4其他的空间滤波器80 bnanTH9- 参考文献81 gzat!>* 第5章超短脉冲光束成像83 FAM:; F30 5.1超短脉冲光束的产生83 E 11C@% 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 UmGKj9u 5.3脉冲光束照射下的衍射87
f.aa@> 5.3.1圆孔87 Oi^cs=} 5.3.2圆屏91 Pn.DeoHme 5.3.3锯齿孔92 j[w=pF,o 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 0QfDg DX 5.5薄透镜的点扩散函数95 H%rNQxA2 + 5.5.1色差效应96 BgdUG:;&
5.5.2降低色度的方法98 EH M 59s|B 5.5.3单点的时间相关图像100 LA2/<: 5.6薄透镜的传递函数102 #l:
1R&F 5.6.1相干传递函数102 8>x'. 8 5.6.2光学传递函数105 Kj3Gm>B<y 参考文献108 QT%vrXzz 第6章高数值孔径物镜成像109 a.?U$F 6.1高数值孔径物镜的影响109 ZS]Z0iZv9 6.2德拜理论111 V'Kied+ 6.2.1德拜近似111 ;]>)6 6.2.2圆透镜的德拜积分112 Z^4+ 88 6.2.3傍轴近似114 -+Yark 6.3切趾函数115 &s?uMWR 6.3.1正弦条件116 |%F4`gz8KP 6.3.2赫歇尔条件118 $Q'z9ghEg 6.3.3均匀投影条件119 L'aB/5_% 6.3.4亥姆霍兹条件119 ly6zz|c5 6.4传递函数120 HOPy&Fp 6.4.1相干传递函数120 VX8CEO 6.4.2光学传递函数122 GU@#\3 6.5矢量德拜理论124 yx4pQL7 6.5.1矢量德拜积分124 &zEBfr 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 2@z .ory. 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 {}Is&^3Z 6.6.1单电介质界面129 y6[ le*T 6.6.2多介质界面132 +5Dc5Bl 参考文献134 +s8R]3NJ_H 第7章有像差成像135 C3f\E: D) 7.1有像差的衍射积分135 m0v.[61 7.1.1存在像差的德拜积分135 D g0rVV6c 7.1.2斯特列尔强度137 W 7.2像差函数的展开138 a`f@&A`z 7.2.1位移定理138 <)(W7#Ks 7.2.2泽尼克圆多项式138 &<uLr
*+* 7.3初级像差139 ~@xPoD& 7.3.1初级像差的定义139 vo*oCfm 7.3.2初级像差的表示140 AgSAjBP 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 !-3;Qj}V 7.4初级像差的容限条件146 ~ |A0* 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 $HQ4 o\~ 7.4.2马雷查尔判据146 N_iy4W(NU 7.5折射率不匹配引起的像差147 H2#o
X 7.5.1介质界面引起的球差147 Gbclu.4 7.5.2由盖玻片导致的球差150 Cfd* Q 7.6物镜管长变化导致的球差151 - PSgBH[ 参考文献152 a*.#Zgy:lK 附录A傅里叶变换153 xYYa%PhIC A.1一维傅里叶变换153 0^uUt- A.2二维傅里叶变换154 Tjrb.+cua A.3三维傅里叶变换154 v)_FiY QQ6 A.4傅里叶变换定理156 9oO~UP!ag 附录B汉克尔变换158 Fc \]* 附录CDelta函数160 {xov8M 索引162 (Y7zaAG] S-gO
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