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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*!#}z` f3;5Am
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<%d>v-=B >z03{=sAN 目录 \bF{-" 7. 中译本序 |4JEU3\$ 原书前言 Q8NX)R 第1章引言1
XX@ZQcN 1.1光学成像理论的*新进展1 '%qr.T
% 1.2本书内容概述2 uH]OEz\H' 参考文献4 eRYK3W 第2章衍射理论5 ok[i<zl;' 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 9Na$W:P
c 2.1.1衍射的描述5 +z( Lr=G 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 NUZl`fu1Z4 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 p ?!/+ 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 =(Mch~
2.2.1格林函数8 3Ul*QN{6 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 =&]L00u. 2.2.3基尔霍夫边界条件10 @- xjfC\d 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 Ey2^? 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 !Ee:o"jG{ 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 x4 yR8n( 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 \<' ?8ri# 2.3.3徳拜近似14 |N2#ItBbW 2.4傍轴近似14 tc! #wd+u 2.4.1菲涅耳近似15 paK2xX8E 2.4.2夫琅禾费近似16 ]`K2N 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 *p U x8yB 2.5.1圆孔衍射17 6'/ #+,d' 2.5.2圆屏衍射19 3$ pX 2.5.3锯齿孔径衍射21 XZ7Lk)IR 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 "[J^YKoF 参考文献26 UfGkTwoo= 第3章点扩散函数28 tA;}h7/Lc~ 3.1透镜的透过率28 WJ#[LF!e 3.2透镜的衍射30 W4S,6( 3.2.1圆透镜32 Upe%rC( 3.2.2环形透镜36 KPF1cJ2N 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 !zo{tI19 3.3相干像的形成38 %v|B * 3.3.1透镜成像规律40 [WmM6UEVS 3.3.2散焦效应42 ;+%rw 2Z,B 3.3.3阿贝成像理论44 icgfB-1|i 3.4空间不变特性47 uFE)17E 3.5非相干成像51 se)TzI^]b@ 参考文献52 \D4:Nt# 第4章传递函数分析53 Hka2 4.1传递函数介绍53 mt
.sucT 4.2相干传递函数57 s AkdMo 4.3光学传递函数60 g#bRT*,L 4.3.1圆透镜61 iTwm3V
P 4.3.2环形透镜64 Y4-t7UlS; 4.4三维传递函数的投影与截面65 Y]>t[Lo% 4.4.1厚平面物体65 _)8s'MjA:& 4.4.2薄物体66 ;uJMG 4.4.3线物体67
P0@,fd< 4.4.4点物体68 1?}T=)3+$ 4.5聚焦和轴上传递函数69 TH;hO).u 4.5.1聚焦传递函数69
XSR
4iu 4.5.2轴上传递函数71 N7"W{"3D 4.6相干成像和非相干成像的比较72 KO [Yi 4.7空间滤波原理及应用74 l#o
~W` 4.7.1正弦光栅图像76 1Mzmg[L8 4.7.2相衬图像77 9;{CIMg& 4.7.3光学数据处理78 CJ}%W# 4.7.4其他的空间滤波器80 ?9/G[[( 参考文献81 :;}P*T*PU 第5章超短脉冲光束成像83 4s-!7 5.1超短脉冲光束的产生83 e6*8K@LHB 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 nlP;nl W 5.3脉冲光束照射下的衍射87 @JMiO^ 5.3.1圆孔87 FrS]|=LJhX 5.3.2圆屏91 ?,mmYW6TjB 5.3.3锯齿孔92 o-5TC 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 [,Gg^*umS 5.5薄透镜的点扩散函数95 ,+k\p5P 5.5.1色差效应96 Y2AJ+
| 5.5.2降低色度的方法98 [0!( xp^ 5.5.3单点的时间相关图像100 %b$>qW\*& 5.6薄透镜的传递函数102 >:-$+I 5.6.1相干传递函数102 B#A6v0Ta 5.6.2光学传递函数105 |Cv!,]9:r 参考文献108 @d'j zs 第6章高数值孔径物镜成像109 XFl6M~ c 6.1高数值孔径物镜的影响109 N~Jda
o 6.2德拜理论111 B,@i 6.2.1德拜近似111 Txu/{M, 6.2.2圆透镜的德拜积分112 j2k"cmsKh 6.2.3傍轴近似114 !$JT e 6.3切趾函数115 kiEa<-] 6.3.1正弦条件116 J.a]K[ci 6.3.2赫歇尔条件118 :WEDAFq0 6.3.3均匀投影条件119 F9PxSk_\9 6.3.4亥姆霍兹条件119 _BufO7`. 6.4传递函数120 `5*}p#G 6.4.1相干传递函数120 dysS9a, 6.4.2光学传递函数122 dtDFoETz 6.5矢量德拜理论124 )0`C@um 6.5.1矢量德拜积分124 ,1`z"7\W 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 10&8-p1/mc 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 Rq -ZL{LR7 6.6.1单电介质界面129 VbYdZCC 6.6.2多介质界面132 LVyyO3e 参考文献134 43cE`9~ 第7章有像差成像135 zLQx%Yg! 7.1有像差的衍射积分135 *. t^MP 7.1.1存在像差的德拜积分135 ~%oR[B7=| 7.1.2斯特列尔强度137 Pz7XAcPQ( 7.2像差函数的展开138 Uo49*Mr 7.2.1位移定理138 C!gZN9- 7.2.2泽尼克圆多项式138 Cp N>p.kM 7.3初级像差139 P}iE+Z3 7.3.1初级像差的定义139 !WlH'y-I 7.3.2初级像差的表示140 V`5O{Gg 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 bA 2pbjg= 7.4初级像差的容限条件146 ib m4fa 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 xdPx{"C
3 7.4.2马雷查尔判据146 S:}7q2: 7.5折射率不匹配引起的像差147 GgU/!@ 7.5.1介质界面引起的球差147 _1^'(5f$ 7.5.2由盖玻片导致的球差150 /Oono6j 7.6物镜管长变化导致的球差151 z?zL9 7H 参考文献152 l;U?Z'n 附录A傅里叶变换153 ZCw]m#lS A.1一维傅里叶变换153 iZ%yd- A.2二维傅里叶变换154 6!o1XQr=Z A.3三维傅里叶变换154 buC{r, A.4傅里叶变换定理156 7)m9"InDI 附录B汉克尔变换158 al0L&z\ 附录CDelta函数160 -j(6;9"7]| 索引162 `oJ [u:b zs;JJk^
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