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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。 2aR<xcSg aF41?.s
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i 目录 /eO:1c
中译本序 zY=eeG+4s 原书前言 "A]Xe[oS 第1章引言1 8$TSQ~ 1.1光学成像理论的*新进展1 R#^.8g)t 1.2本书内容概述2 (rfR:[JkC2 参考文献4 JE<w7:R& 第2章衍射理论5 zvgy$]y'\ 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 0lm7'H*~ 2.1.1衍射的描述5 8h%oJ4da 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 ;LXwW(_6d 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 Ok V*,n 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 u9zEhfg8 2.2.1格林函数8 s1GR!*z> 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 45aUz@ 2.2.3基尔霍夫边界条件10 Qu;cl/& 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 00-cT9C3 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 9k.5'# 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 ' %&gER 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 G=ly . 2.3.3徳拜近似14 a7@':Rb n 2.4傍轴近似14 Oe~x,=X) 2.4.1菲涅耳近似15 y<5RV>"Vg 2.4.2夫琅禾费近似16 Rl/5eE8 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 L GdM40 2.5.1圆孔衍射17
B8~JUGD 2.5.2圆屏衍射19 ouE/\4'NB 2.5.3锯齿孔径衍射21 K8bKTG \ 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 K!,T.qA&= 参考文献26 >_J9D?3S 第3章点扩散函数28 srCpgs]h 3.1透镜的透过率28 YEPQ/Pc 3.2透镜的衍射30 ~~\C.6c# 3.2.1圆透镜32 v6C$Y+5~ 3.2.2环形透镜36 {)jTq?? 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 [p+-]V 3.3相干像的形成38 BICG@ 3.3.1透镜成像规律40 %;eD.If} 3.3.2散焦效应42 VtN1 [} 3.3.3阿贝成像理论44 'CMbqLk# 3.4空间不变特性47 @=sM')f& 3.5非相干成像51 4=~+Bz 参考文献52 #soV'SFG 第4章传递函数分析53 ?Qxf~,F 4.1传递函数介绍53 W=:AOBK 4.2相干传递函数57 8g0VTY4$jP 4.3光学传递函数60 ?Gl]O3@3 4.3.1圆透镜61 5MCnGg@ 4.3.2环形透镜64 %b[>eIJU# 4.4三维传递函数的投影与截面65 g&*,j+$ } 4.4.1厚平面物体65 <I#nwoHN 4.4.2薄物体66 $*Kr4vh 4.4.3线物体67 vh#81}@N7* 4.4.4点物体68 OUk"aAo 4.5聚焦和轴上传递函数69 " 2~L 4.5.1聚焦传递函数69
=(]Z%Q-V 4.5.2轴上传递函数71 @jxP3:s 4.6相干成像和非相干成像的比较72 AU1U?En 4.7空间滤波原理及应用74 Fq$r>tmV 4.7.1正弦光栅图像76 w^"IR 4.7.2相衬图像77 fDwK5? 4.7.3光学数据处理78 BW:HKH.k 4.7.4其他的空间滤波器80 UCt}\IJ 参考文献81 apOa E7| 第5章超短脉冲光束成像83 O 9C&1A|lA 5.1超短脉冲光束的产生83 rQxiG[0 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 'u:-~nSX) 5.3脉冲光束照射下的衍射87 q{ [!" , 5.3.1圆孔87 e\em;GTy 5.3.2圆屏91 RR+{uSO,t 5.3.3锯齿孔92
k^Q.lb
{ 5.4材料色散对透镜透过率的影响94
l*?_ @ 5.5薄透镜的点扩散函数95 ]"&](e6* 5.5.1色差效应96 f"*k>=ETI 5.5.2降低色度的方法98 lA pZC6Iwk 5.5.3单点的时间相关图像100 gYCr,-_i 5.6薄透镜的传递函数102 g#MLA5%=u 5.6.1相干传递函数102 ~Pj q3etk 5.6.2光学传递函数105 35Yf,@VO 参考文献108 j4<K0-? 第6章高数值孔径物镜成像109 D4b-Y[/" 6.1高数值孔径物镜的影响109 UE{$hLI?g 6.2德拜理论111 [#9i@40 6.2.1德拜近似111 PY;tu#W!% 6.2.2圆透镜的德拜积分112 En:>c 6.2.3傍轴近似114 ^v`naA( 6.3切趾函数115 sH.=Faos 6.3.1正弦条件116 zak|* _ 6.3.2赫歇尔条件118 *a\6X(
~ 6.3.3均匀投影条件119 V2!0),]B 6.3.4亥姆霍兹条件119 pI:,Lt1B 6.4传递函数120 ME$J42 6.4.1相干传递函数120 *s,[Uy![ 6.4.2光学传递函数122 8qqN0"{, 6.5矢量德拜理论124 ,3!$mQL= 6.5.1矢量德拜积分124 ^?$,sS
;Q 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 j*5IRzK1%0 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 ESNI$[` 6.6.1单电介质界面129 5f{P% x( 6.6.2多介质界面132 qiB~ 参考文献134 @)BO`;*$fF 第7章有像差成像135 4EHrd;| 7.1有像差的衍射积分135 d=n@#|3 7.1.1存在像差的德拜积分135 #1/~eIEY 7.1.2斯特列尔强度137 \nt~K}a 7.2像差函数的展开138 (-g*U# 7.2.1位移定理138 a%e` 7.2.2泽尼克圆多项式138 m`9nDiV 7.3初级像差139 l2LLM {B 7.3.1初级像差的定义139 r=&,2meo 7.3.2初级像差的表示140 WFiX=@SS 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 }b1FB<e] 7.4初级像差的容限条件146 Z;%uDlcXI 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 O 5:bdt. 7.4.2马雷查尔判据146 kzjuW 7.5折射率不匹配引起的像差147
0_eqO'" 7.5.1介质界面引起的球差147 dYwkP^KB 7.5.2由盖玻片导致的球差150 {BmqUoZrC 7.6物镜管长变化导致的球差151 @uH!n~QV 参考文献152 [Q0V 5P~Q' 附录A傅里叶变换153 4/Y?e UQ A.1一维傅里叶变换153 $8)XN-%( A.2二维傅里叶变换154 X3\PVsH$K A.3三维傅里叶变换154 oX;.v9a A.4傅里叶变换定理156 2}A)5P*K 附录B汉克尔变换158 =w!ik9 附录CDelta函数160 Xva(R<W7d< 索引162 Vw1>d+<~-) n&njSj/
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