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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。 V$;`#J$\b B|+%ExT7
[attachment=118537] w^n&S=E E~ M?hPlo"_
GukwN]*OY *UJB*r 目录 dl |$pm@x 中译本序 3-n&&< 原书前言 UfV {m
第1章引言1 +W8#] u| 1.1光学成像理论的*新进展1 4`cf FowK~ 1.2本书内容概述2 e8egxm 参考文献4 TaKHr$h 第2章衍射理论5 uH7rt 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 : 0Y.${h 2.1.1衍射的描述5 MrOtsX 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 l^o>7 cM 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 W?.xtQEv 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 mUR[;;l 2.2.1格林函数8 8{{^pW?x
2.2.2基尔霍夫衍射积分9 C:bA:O 2.2.3基尔霍夫边界条件10 [xDIK8d:I 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 S"87 <o 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 ;i+(Q%LO 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 -XkjO$=!= 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 #>BC|/P} 2.3.3徳拜近似14 LUz`P6 2.4傍轴近似14 '=Jz}F < 2.4.1菲涅耳近似15 2"P1I 2.4.2夫琅禾费近似16 R iV]SgV9 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 73tjDO7d 2.5.1圆孔衍射17 3=UufI 2.5.2圆屏衍射19 /jq"r-S" 2.5.3锯齿孔径衍射21
60f%J1u 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 w>Ft5"z 参考文献26 I>-}ys`[ 第3章点扩散函数28 |BGzdBm^x: 3.1透镜的透过率28 ]x3 )OjH 3.2透镜的衍射30 wJvk 3.2.1圆透镜32 @e7_&EGR? 3.2.2环形透镜36 R\$6_ 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 5VfpeA` 3.3相干像的形成38 _nw\ac#* 3.3.1透镜成像规律40 |Z Cv>8?n 3.3.2散焦效应42 +s [_
4 3.3.3阿贝成像理论44 QEx&AT 3.4空间不变特性47 Tilr%D(Q 3.5非相干成像51 I4c%>R 参考文献52 Tm~jYgJ 第4章传递函数分析53 DAEWa
Kui 4.1传递函数介绍53 Xa&:Hg< 4.2相干传递函数57 Ag1nxV1M$ 4.3光学传递函数60 '64/2x 4.3.1圆透镜61
Ox'KC 4.3.2环形透镜64 5pRVA 4.4三维传递函数的投影与截面65 `0{qfms 4.4.1厚平面物体65 {>brue*) 4.4.2薄物体66 W`n_m&Y\ 4.4.3线物体67 J=n^&y 4.4.4点物体68 C|QJQ@bj0
4.5聚焦和轴上传递函数69 xrJ0 4.5.1聚焦传递函数69 ?C6` 4.5.2轴上传递函数71 h 'is#X 6: 4.6相干成像和非相干成像的比较72 vha@YPC= 4.7空间滤波原理及应用74 HI)U6.' 4.7.1正弦光栅图像76 i{J[;rV9 4.7.2相衬图像77 a$6pA@7} 4.7.3光学数据处理78 VC!g,LU|- 4.7.4其他的空间滤波器80 RZj06|r8 参考文献81 b|` 第5章超短脉冲光束成像83 `R$bx 64 5.1超短脉冲光束的产生83 wp-3U}P2( 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 $ g#d1u0q 5.3脉冲光束照射下的衍射87 TR{dNO!q 5.3.1圆孔87 \z2d=E 5.3.2圆屏91 :/NP8$~@j 5.3.3锯齿孔92 eA/}$.R 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 c;R.rV< 5.5薄透镜的点扩散函数95 ZJ_P= 5.5.1色差效应96 T9'5V@ 5.5.2降低色度的方法98 1+Y;
"tT 5.5.3单点的时间相关图像100 uRw%`J4H 5.6薄透镜的传递函数102 9893{}\cB 5.6.1相干传递函数102 )/tdiRpn 5.6.2光学传递函数105 9p"';*{= 参考文献108 _LZ 442 第6章高数值孔径物镜成像109 ]JI
A\|b6 6.1高数值孔径物镜的影响109 sM%.=~AN 6.2德拜理论111 sZU
Ao& 6.2.1德拜近似111 sY'dN_F 6.2.2圆透镜的德拜积分112 cuQ=bRIb 6.2.3傍轴近似114 WJ]g7!Ks 6.3切趾函数115 m3_)UIJZ 6.3.1正弦条件116 8L(KdDY 6.3.2赫歇尔条件118 5{8,+
Z 6.3.3均匀投影条件119 :SpPT 6.3.4亥姆霍兹条件119 :.\h.H; 6.4传递函数120 _Hq)mF 6.4.1相干传递函数120 PFeK;`[ 6.4.2光学传递函数122 _]=, U.a=/ 6.5矢量德拜理论124 3bB%@^< 6.5.1矢量德拜积分124 vy F(k3W 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 h$fC/Juit 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 gJBk&SDgtP 6.6.1单电介质界面129 ,[Z;"wE 6.6.2多介质界面132 >(a/K2$*1 参考文献134 2E3x= 第7章有像差成像135 {{_,YO^w 7.1有像差的衍射积分135 9L9mi<, 7.1.1存在像差的德拜积分135 w9a6F 7.1.2斯特列尔强度137 -3:x(^|:K 7.2像差函数的展开138 &,`P%a&k 7.2.1位移定理138 &Lgi 7.2.2泽尼克圆多项式138 GEi^3UD 7.3初级像差139 )F35WP~ 7.3.1初级像差的定义139 (*Y ENT} 7.3.2初级像差的表示140 ,cFp5tV$ 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 K3t^y`z 7.4初级像差的容限条件146 >pA9'KWs] 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 P(Hh%9'( 7.4.2马雷查尔判据146 tt>=Vt' 7.5折射率不匹配引起的像差147 \7,'o] >M- 7.5.1介质界面引起的球差147 \Tj(] 7.5.2由盖玻片导致的球差150 jDc5p3D&[] 7.6物镜管长变化导致的球差151 |4a#O8d 参考文献152 1{S"
axSL 附录A傅里叶变换153 T/C1x9=? A.1一维傅里叶变换153 ^KMZB A.2二维傅里叶变换154 KcjP39@I A.3三维傅里叶变换154 uJ$!lyJ6L A.4傅里叶变换定理156 >j$CM:w 附录B汉克尔变换158 ^UK6q2[ 附录CDelta函数160 ?5 d3k% 索引162 /fc@=CO ]={{$}8.
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