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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。 Z<ozANbk R0y={\*B5k
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O[f* ! `O(ec /2-S/,a 目录 / <WB%O 中译本序 Etty{r} 原书前言 A_1cM#4 第1章引言1 Rk.YnA_J6 1.1光学成像理论的*新进展1 cVJ"^wgBt 1.2本书内容概述2 ')t
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参考文献4 emOd<C1A 第2章衍射理论5 #k8bZ?*: 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 ~n%~ Z|mMF 2.1.1衍射的描述5 /kE3V`es 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 F+Rtoq| 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 X=_pQ+j`^ 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 j*>+^g\Q6 2.2.1格林函数8 h`dtcJ0 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 e> ~g!S}G 2.2.3基尔霍夫边界条件10 TSqfl/UI 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 OiX:h# 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 ,~8:^*0s 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 t
m?[0@<s 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 J]/TxUE 2.3.3徳拜近似14 ES!$JWK| 2.4傍轴近似14 c^vPd]Ed 2.4.1菲涅耳近似15 By {zX,6' 2.4.2夫琅禾费近似16 r#iZ FL3q 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 *LpEH,J 2.5.1圆孔衍射17 lY/{X]T.( 2.5.2圆屏衍射19 zWpJ\/k~ 2.5.3锯齿孔径衍射21 6M9t<DQV 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 )&]gX 参考文献26 Aifc0P-H 第3章点扩散函数28 O,R5csMh 3.1透镜的透过率28 01N" 3.2透镜的衍射30 }S51yDV G_ 3.2.1圆透镜32 n 1MZHa, 3.2.2环形透镜36 ,gGIkl& 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 D7|[:`` 3.3相干像的形成38 C,7d 3.3.1透镜成像规律40 _#@n^c 3.3.2散焦效应42 :;W[@DeO[ 3.3.3阿贝成像理论44 O*{<{3 3.4空间不变特性47 `v3WJ>Q!N? 3.5非相干成像51 ifj%!* 参考文献52 r!SMF]?SJ 第4章传递函数分析53 iSu7K&X9q 4.1传递函数介绍53 x8k7y: 4.2相干传递函数57 i'9aQi"G 4.3光学传递函数60 7S$Am84% 4.3.1圆透镜61 xY9#ouF 4.3.2环形透镜64 ,Oa-AF/p 4.4三维传递函数的投影与截面65 2g5i3C.q$ 4.4.1厚平面物体65 |57u ; 4.4.2薄物体66 +\g/KbV7 4.4.3线物体67 0Jz H dz 4.4.4点物体68 %@
UH,Ew 4.5聚焦和轴上传递函数69 Q ^X 4.5.1聚焦传递函数69 li'h&!|] 4.5.2轴上传递函数71 G2
A#&86J{ 4.6相干成像和非相干成像的比较72
0$)s? \ 4.7空间滤波原理及应用74 FsQeyh> 4.7.1正弦光栅图像76 .j?`U[V%a 4.7.2相衬图像77 u3 k% 4.7.3光学数据处理78 Cbu/7z 4.7.4其他的空间滤波器80 `)V1GR2
ES 参考文献81 S:)Aj6>6 第5章超短脉冲光束成像83 -!MrG68 5.1超短脉冲光束的产生83 .4on7<-a 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 2%| 5.3脉冲光束照射下的衍射87 G8=2=/ ! 5.3.1圆孔87 MU6|>{ 5.3.2圆屏91 fy+fJ )4sj 5.3.3锯齿孔92 S3#NGBZ/ 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 },58B 5.5薄透镜的点扩散函数95 e RY2.! 5.5.1色差效应96 n@5Sp2p 5.5.2降低色度的方法98 E;!pK9wL| 5.5.3单点的时间相关图像100 ;1qE:x}'H 5.6薄透镜的传递函数102 .{+KKa $@G 5.6.1相干传递函数102 AGaM
&x= 5.6.2光学传递函数105 qLrvKoEX2 参考文献108 @}[ >*Xy% 第6章高数值孔径物镜成像109 \7b-w81M- 6.1高数值孔径物镜的影响109 MKVz'-`u 6.2德拜理论111 "Tw4'AY'P 6.2.1德拜近似111 (NfP2E|B 6.2.2圆透镜的德拜积分112 $!Z><&^/ 6.2.3傍轴近似114 0XouHU 6.3切趾函数115 vHR-mQUs 6.3.1正弦条件116 ;:<z hO 6.3.2赫歇尔条件118 =KQQS6 6.3.3均匀投影条件119 @z
$,KUH 6.3.4亥姆霍兹条件119 TljN!nv] 6.4传递函数120 t^_0w[ 6.4.1相干传递函数120 cr GFU?8 6.4.2光学传递函数122 u.v
5!G 6.5矢量德拜理论124 [5[}2B_t 6.5.1矢量德拜积分124 xPBSJhla 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 ;+v5li 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 (Hk4~v6pqC 6.6.1单电介质界面129 bVfFhfh* 6.6.2多介质界面132 )ph**g 参考文献134 vW6
a=j8 第7章有像差成像135 ]U[y3 7.1有像差的衍射积分135 Xjb 4dip 7.1.1存在像差的德拜积分135 +'fy%/ 7.1.2斯特列尔强度137 'ec G:B`S 7.2像差函数的展开138 k^<s|8Y 7.2.1位移定理138 5\\#kjjx 7.2.2泽尼克圆多项式138 Skb,cKU 7.3初级像差139
.'`7JU#{ 7.3.1初级像差的定义139 .II*wKk 7.3.2初级像差的表示140 R-7.q 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 mL5 Nu+# 7.4初级像差的容限条件146 ~nit~; 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 L'i0|_ 7.4.2马雷查尔判据146 WP(+jL^- 7.5折射率不匹配引起的像差147 lKVy{X3]* 7.5.1介质界面引起的球差147 IZ){xI 7.5.2由盖玻片导致的球差150 a[e&O&Z 7.6物镜管长变化导致的球差151 +Dvdv<+ 参考文献152 s|40v@M 附录A傅里叶变换153 kg,t[Jl A.1一维傅里叶变换153 P9d%80(b4 A.2二维傅里叶变换154 R$>]7-N} A.3三维傅里叶变换154 * SAYli+@ A.4傅里叶变换定理156 PK&3nXF%4 附录B汉克尔变换158 2T3TD% 附录CDelta函数160 'K|Jg.2 索引162 +SM&_b Z|78>0SAt
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