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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。 t{-*@8Ke TSTkMlCG
[attachment=118537] Bn{i+8I m.68ctaa
_BoYyJQH ]E$bK 目录 *?pnTQs^ 中译本序 FQ"ED:lks 原书前言 k=4C"
第1章引言1 f^)iv
]p 1.1光学成像理论的*新进展1 .hRtQU 1.2本书内容概述2 T3NH8nH9"z 参考文献4 &NX7 第2章衍射理论5 39~te%;C7 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 u7SC_3R 2.1.1衍射的描述5 eD|"?@cE 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 ~t1?oJ 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 .I0M'L~!/L 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 Vn65:" O 2.2.1格林函数8 }wZsM[NDB 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 sI6I5 2.2.3基尔霍夫边界条件10 -/:!AxIH 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 ,3
[FD9 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 \dbaY: ( 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 Bbtc[@"X 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 3hVuC1;" 2.3.3徳拜近似14 ^Y%<$IFG 2.4傍轴近似14 s"5nfl 2.4.1菲涅耳近似15 \D1@UyE 2.4.2夫琅禾费近似16 nRyx2\Py+ 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 mU]pK5 2.5.1圆孔衍射17 >abpse 2.5.2圆屏衍射19 w"O{@2B3:H 2.5.3锯齿孔径衍射21 LLL;SNY 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 u2OrH3E4E3 参考文献26 e8M0Lz#} 第3章点扩散函数28 YU XxQ| 3.1透镜的透过率28 6tGF 3.2透镜的衍射30 MEu{'[C 3.2.1圆透镜32 >2v<;. 3.2.2环形透镜36 $pIo`F _W 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 +,Or^pO= 3.3相干像的形成38 k;K-6<^h 3.3.1透镜成像规律40 Z_a@,k:+[ 3.3.2散焦效应42 =b8u8*ua 3.3.3阿贝成像理论44 9fWR8iV 3.4空间不变特性47 F2{SC?U 3.5非相干成像51 R?y_tho4A 参考文献52 p(cnSvg 第4章传递函数分析53 S|T_<FCY 4.1传递函数介绍53 DXFDs=u 4.2相干传递函数57 fCZ"0P3( 4.3光学传递函数60 m.<or?l'y> 4.3.1圆透镜61 f\r"7j 4.3.2环形透镜64 G .$KP 4.4三维传递函数的投影与截面65 E@6gTx* 4.4.1厚平面物体65 | )br-?2 4.4.2薄物体66 M& )yr^ 4.4.3线物体67 1]Cdfj6@ 4.4.4点物体68 2`rJ r 4.5聚焦和轴上传递函数69 S<jiy<|` 4.5.1聚焦传递函数69 *^Ro I 4.5.2轴上传递函数71 #R7hk5/8n} 4.6相干成像和非相干成像的比较72 B%`|W@v 4.7空间滤波原理及应用74 M`7[hr 4.7.1正弦光栅图像76 ?B@3A)a 4.7.2相衬图像77 [mj=m?j 4.7.3光学数据处理78 2jlz#Sk 4.7.4其他的空间滤波器80 $Ld-lQsL 参考文献81 hL&7D@ 第5章超短脉冲光束成像83 H/k]u)Gtv 5.1超短脉冲光束的产生83 N<<O(r 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 !? H:? 5.3脉冲光束照射下的衍射87 -8vGvI> 5.3.1圆孔87 5s;@ ;V 5.3.2圆屏91 H= w6 5.3.3锯齿孔92 CEBu[TT/9 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 &gW<v\6, 5.5薄透镜的点扩散函数95 mY[*Cj3WJ 5.5.1色差效应96 DC8\v+K 5.5.2降低色度的方法98 n2:Uu>/ 5.5.3单点的时间相关图像100 -[&Z{1A4x4 5.6薄透镜的传递函数102 0l/7JH_@V 5.6.1相干传递函数102 K9Onjs%U 5.6.2光学传递函数105 s];0-65) 参考文献108 Q&lb]U+\u 第6章高数值孔径物镜成像109 W7(5z 6.1高数值孔径物镜的影响109 IWm@pfC+g 6.2德拜理论111 -ik=P]? 6.2.1德拜近似111 N"tX K 6.2.2圆透镜的德拜积分112 I2pE}6q 6.2.3傍轴近似114 t=My=pG 6.3切趾函数115 .mg0L\ 6.3.1正弦条件116 +>AVxV=A# 6.3.2赫歇尔条件118 X}5"ZLa7l 6.3.3均匀投影条件119 U#- 5",X| 6.3.4亥姆霍兹条件119 F >^KXq:Z 6.4传递函数120 r_FI5f 6.4.1相干传递函数120 '4D7: 6.4.2光学传递函数122 BHS@whj 6.5矢量德拜理论124 ,Z
:2ba 6.5.1矢量德拜积分124 #T8jHnI 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 B5h)F> &G 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 W#kyD)(F 6.6.1单电介质界面129 GT80k]e. 6.6.2多介质界面132 O/$41mK+! 参考文献134 O*lIZ,!n 第7章有像差成像135 3 ]@wa!` 7.1有像差的衍射积分135 ?R4u>AHS@ 7.1.1存在像差的德拜积分135 b|may/xWH 7.1.2斯特列尔强度137 Hwtoa, 7.2像差函数的展开138 M?;YpaSe+ 7.2.1位移定理138 UUM:*X 7.2.2泽尼克圆多项式138 :Ig9n: 7.3初级像差139 b$pCp`/MT 7.3.1初级像差的定义139 ew~uOG+ 7.3.2初级像差的表示140 `Fe/=]<$ 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 7q 5 \]J[ 7.4初级像差的容限条件146 T~SkFZ 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 ]/3!t=La 7.4.2马雷查尔判据146 f_;tFP
B 7.5折射率不匹配引起的像差147 +W$uHQq 7.5.1介质界面引起的球差147 ME$J?3r 7.5.2由盖玻片导致的球差150 wr(*RI" 7.6物镜管长变化导致的球差151 wlh%{l 参考文献152 jq_4x[ 附录A傅里叶变换153 R<hsG%BS(D A.1一维傅里叶变换153 &B1!,joH~ A.2二维傅里叶变换154 7L6^IK A.3三维傅里叶变换154 MSp)Jc A.4傅里叶变换定理156 /QCg E~ 附录B汉克尔变换158 &oJ[ *pQ 附录CDelta函数160 |oX9SU l 索引162 qI
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