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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。 /#X O!%=7 jJf|Ok:G{
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G0^PnE0- 5pDxFs=v 目录 |X sW)/ 中译本序 ]/a?:24 [ 原书前言 #*~ ( 第1章引言1 0+L5k!1D 1.1光学成像理论的*新进展1 Ro1l:P)C` 1.2本书内容概述2 QCjmg5bf'7 参考文献4 DQ~@=%?ni 第2章衍射理论5 `wq\K8v 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 `R^)<v* 2.1.1衍射的描述5 =?}'\
>G " 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 WcdU fv(> 2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 0
cQf_o 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 |k^X!C 0 2.2.1格林函数8 9KP+ 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 41:Z8YL( 2.2.3基尔霍夫边界条件10 mX#T<_=d 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 S-1}3T% 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 > {:8c-\2} 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 lmod8B 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 "XH]B 2.3.3徳拜近似14 ?{FxbDp> 2.4傍轴近似14 :O{ :;X) 2.4.1菲涅耳近似15 xv)7-jlx 2.4.2夫琅禾费近似16 @}[)uH 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 w0.#/6 2.5.1圆孔衍射17 ?6[>HX; 2.5.2圆屏衍射19 h.c)+wz/%C 2.5.3锯齿孔径衍射21 >s{[d$ 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 ^awl-CG 参考文献26 ^RY_j>i 第3章点扩散函数28 g'I S8@ 3.1透镜的透过率28 m1frN#3 3.2透镜的衍射30 \=QG6&_ 3.2.1圆透镜32 aB$Y5 3.2.2环形透镜36 'al-C;Z 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 9eV@v 3.3相干像的形成38 Obw uyhjQ 3.3.1透镜成像规律40 DF-og*V 3.3.2散焦效应42 Fa;CWyt 3.3.3阿贝成像理论44 & MAIm56~ 3.4空间不变特性47 rVz#;d!`z 3.5非相干成像51 BKGwi2]Ry 参考文献52 $u` ;{8 第4章传递函数分析53 8`im4.~#% 4.1传递函数介绍53 H6~QSe0l 4.2相干传递函数57 ,CCIg9Pt 4.3光学传递函数60 [H"Ods~_` 4.3.1圆透镜61 ;z&p(e 4.3.2环形透镜64 Y#Hf\8r,d 4.4三维传递函数的投影与截面65 F[J;u/Z 4.4.1厚平面物体65 mxXQBmW 4.4.2薄物体66 f'}23\> 4.4.3线物体67 (5atU |8r 4.4.4点物体68 (g 4.5聚焦和轴上传递函数69 Kyv$yf9 4.5.1聚焦传递函数69 x*_c'\F| 4.5.2轴上传递函数71 V57^0^Zp` 4.6相干成像和非相干成像的比较72 `T}e3l 4.7空间滤波原理及应用74 R^K<u#>K 4.7.1正弦光栅图像76 <8H`y(S 4.7.2相衬图像77 aE:fMDS|x 4.7.3光学数据处理78 8(ZQD+U(9F 4.7.4其他的空间滤波器80 LEk
W^Mv 参考文献81 inp= - 第5章超短脉冲光束成像83 "--rz;+K 5.1超短脉冲光束的产生83 2#sE\D 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 jtd{=[STU 5.3脉冲光束照射下的衍射87
vH`u 5.3.1圆孔87 51L:%Af 5.3.2圆屏91 ^D\#*pIO 5.3.3锯齿孔92 R(Z2DEt</ 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 mvYr"6f8 5.5薄透镜的点扩散函数95 MF=@PE][ 5.5.1色差效应96 K+n6.BzW 5.5.2降低色度的方法98
}mX;0qO 5.5.3单点的时间相关图像100 Bm^vKzp 5.6薄透镜的传递函数102 '?q|7[SU 5.6.1相干传递函数102 4Jht{#IIG 5.6.2光学传递函数105 fLPB *y6 参考文献108 {Rbc 第6章高数值孔径物镜成像109 xH*OEzN 6.1高数值孔径物镜的影响109 P
hn&hRAO 6.2德拜理论111 YsLEbue 6.2.1德拜近似111 &x\u.wIa 6.2.2圆透镜的德拜积分112 #OG_OI 6.2.3傍轴近似114 tV%M2DxS 6.3切趾函数115 rjfQ\W;}U 6.3.1正弦条件116 t R*JM$T 6.3.2赫歇尔条件118 Rh~<#"G] 6.3.3均匀投影条件119 tTC[^Dji 6.3.4亥姆霍兹条件119 e PlEd'Z 6.4传递函数120 M]eH
JZ~v 6.4.1相干传递函数120 wS8qua 6.4.2光学传递函数122 IaN|S|n~ 6.5矢量德拜理论124 _G[5S-0 [ 6.5.1矢量德拜积分124 z[V|W 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 :Iw)xd1d}\ 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 *O+YhoR? 6.6.1单电介质界面129 NNS n]LP 6.6.2多介质界面132 |VTm5.23 参考文献134 oE)tK1>;H 第7章有像差成像135 >H[&Wa+_ 7.1有像差的衍射积分135 Trm)7B* 7.1.1存在像差的德拜积分135 fokOjTE 7.1.2斯特列尔强度137 X,^J3Ek>O 7.2像差函数的展开138 6]7iiQz"H 7.2.1位移定理138 8la.N* 7.2.2泽尼克圆多项式138 EcFYP"{U 7.3初级像差139 y~''r%] 7.3.1初级像差的定义139 "wA3l%d[Y 7.3.2初级像差的表示140 ^[lg1uMW 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 61b,+'- 7.4初级像差的容限条件146 3,W2CN} 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 eQJLyeR+ 7.4.2马雷查尔判据146 YtE V8w_$ 7.5折射率不匹配引起的像差147 ,~%Qu~\ 7.5.1介质界面引起的球差147 rB)m{) 7.5.2由盖玻片导致的球差150 @UE0.R< 7.6物镜管长变化导致的球差151 .}%$l.#a 参考文献152 -Z)$].~|t 附录A傅里叶变换153 d8/lEmv[ A.1一维傅里叶变换153 Ond"Eq=r A.2二维傅里叶变换154 H>a3\M A.3三维傅里叶变换154 +u:8#!X$RD A.4傅里叶变换定理156 pNCk~OM 附录B汉克尔变换158 uXyNj2(d. 附录CDelta函数160 x]J{EA{+ 索引162 XLI'f$w& \^w=T*
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