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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。 ~tUZQ5" Y;af|?U*6:
[attachment=118537] 8X;?fjl`" tqZ91QpW
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fw a%q,P @8 目录 b[vE!lJEq 中译本序 q/U-WQ<+ 原书前言 C&O8fNB_ 第1章引言1 #rHMf%0 1.1光学成像理论的*新进展1 BKFO^ 1.2本书内容概述2 T*p7[}# 参考文献4 o!xCM:+J 第2章衍射理论5 (o>N*?,} 2.1惠更斯–菲涅耳原理5 wXNng(M7
2.1.1衍射的描述5 &0 QUObK 2.1.2夫琅禾费与菲涅耳衍射6 b~;:[ #
2.1.3惠更斯–菲涅耳原理的数学表达7 +;,{`*W+N 2.2基尔霍夫标量衍射理论8 2d[tcn$;h] 2.2.1格林函数8 cGE{dWz 2.2.2基尔霍夫衍射积分9 f:j:L79} 2.2.3基尔霍夫边界条件10 U=v>gNba 2.2.4菲涅耳–基尔霍夫衍射方程11 |\bNFnn( 2.3瑞利–索末菲衍射理论11 hl]d99Lc 2.3.1第一瑞利–索末菲衍射积分12 i7RK*{ 2.3.2第二瑞利–索末菲衍射积分13 x.t<@y~ 2.3.3徳拜近似14 s.(.OXD& 2.4傍轴近似14 Vc\g"1x 2.4.1菲涅耳近似15 &4E|c[HN 2.4.2夫琅禾费近似16 Tp ;W 2.5不同小孔的菲涅耳衍射17 eg~
Dm>Es 2.5.1圆孔衍射17 hLfWDf*T| 2.5.2圆屏衍射19 ,WdSJ BK'a 2.5.3锯齿孔径衍射21 {F_>cyR 2.5.4“甜甜圈”孔径衍射24 *Y1s4FXu2 参考文献26 &[`24Db 第3章点扩散函数28 xK8m\=# 3.1透镜的透过率28 C,,T7(: k 3.2透镜的衍射30 zt2#K 3.2.1圆透镜32 g=KK
PSK 3.2.2环形透镜36
||2%N/? 3.2.3“甜甜圈”形透镜37 H!NGY]z* 3.3相干像的形成38 6oKlr,. 3.3.1透镜成像规律40 +%CXc% 3.3.2散焦效应42 C\rT'!Uk\Q 3.3.3阿贝成像理论44 '>OEQU5- 3.4空间不变特性47 ZS l K 3.5非相干成像51 Pf8_6 z_ 参考文献52 PazWMmI 第4章传递函数分析53 *{JD=ua 4.1传递函数介绍53 2!f'l'} 4.2相干传递函数57 h*4wi.- 4.3光学传递函数60 )p!")
:'fv 4.3.1圆透镜61 .&=\
*cZc 4.3.2环形透镜64 E=v4|/['N 4.4三维传递函数的投影与截面65 823y; 4.4.1厚平面物体65 >iJxq6! 4.4.2薄物体66 fk#Ggp< 4.4.3线物体67 84(jg P 4.4.4点物体68 E?0RR' 4.5聚焦和轴上传递函数69 *nM.`7g*[ 4.5.1聚焦传递函数69 v&^N +>p 4.5.2轴上传递函数71 EY1L5Ba. 4.6相干成像和非相干成像的比较72 EU5(s*A 4.7空间滤波原理及应用74 Mi!ak 4.7.1正弦光栅图像76 (ds*$] 4.7.2相衬图像77 RvW>kATb_F 4.7.3光学数据处理78 lZ+1A0e 4.7.4其他的空间滤波器80 !OH'pC5 参考文献81 ~fA H6FdZ\ 第5章超短脉冲光束成像83 Yh% 5.1超短脉冲光束的产生83 piUfvw 5.2超短脉冲光束的时间和光谱分布85 *
8D(Lp1 5.3脉冲光束照射下的衍射87 YAF0I%PYU 5.3.1圆孔87 H~qY7t 5.3.2圆屏91 DB1Y`l 5.3.3锯齿孔92 !91<K{#A{ 5.4材料色散对透镜透过率的影响94 ?@_,_gTQ 5.5薄透镜的点扩散函数95 f1VA61z{) 5.5.1色差效应96 Sytx9`G 5 5.5.2降低色度的方法98 "2/VDB4!FG 5.5.3单点的时间相关图像100 y+[wlo&WC 5.6薄透镜的传递函数102 z3}4+~~ 5.6.1相干传递函数102 Q ?W6 5.6.2光学传递函数105 ">RDa<H] 参考文献108 Ie;}k;?- 第6章高数值孔径物镜成像109 ?3i-wpzMp 6.1高数值孔径物镜的影响109 ]pA}h.R#- 6.2德拜理论111 ZjJEjw 6.2.1德拜近似111
v4<x 4 6.2.2圆透镜的德拜积分112 l>9ZAI\^ 6.2.3傍轴近似114 Icf@uQ6 6.3切趾函数115 M:(k7a+[^ 6.3.1正弦条件116 @le23+q 6.3.2赫歇尔条件118 !$+J7\&7p 6.3.3均匀投影条件119 :FdV$E]]< 6.3.4亥姆霍兹条件119 uEuK1f` 6.4传递函数120 Pz +8u&~p 6.4.1相干传递函数120 Rf\>bI<. 6.4.2光学传递函数122 z|yC [Ota 6.5矢量德拜理论124 T ~t%3G
6.5.1矢量德拜积分124 L+QEFQ:r5 6.5.2焦面矢量点扩散函数126 R16"lG 6.6电介质界面的矢量点扩展函数128 ^IM;D)X&: 6.6.1单电介质界面129 Wm.SLr,o0 6.6.2多介质界面132 (N43?iv( 参考文献134 (85F1"Jp 第7章有像差成像135 ou-5iH? 7.1有像差的衍射积分135 x<=+RYz#^: 7.1.1存在像差的德拜积分135 9!FV.yp%F 7.1.2斯特列尔强度137 P*(lc: 7.2像差函数的展开138 t/S~CIA 7.2.1位移定理138 /)y~%0 7.2.2泽尼克圆多项式138 8'#%7+ "=! 7.3初级像差139 8N8B${X 7.3.1初级像差的定义139
OH*[ 7.3.2初级像差的表示140 :d!.E$S 7.3.3存在初级像差时的衍射图样144 1rE hL 7.4初级像差的容限条件146 )kgy L,9 7.4.1瑞利四分之一波长准则146 z6FG^ 7.4.2马雷查尔判据146 {q8V 7.5折射率不匹配引起的像差147 #.tF&$ik 7.5.1介质界面引起的球差147 \&AmX8" [ 7.5.2由盖玻片导致的球差150 \kWceu}H, 7.6物镜管长变化导致的球差151 0R* 参考文献152 8u;l<^< 附录A傅里叶变换153 bEy j8=P; A.1一维傅里叶变换153 &&(sZGw A.2二维傅里叶变换154 UO<%|{W+ A.3三维傅里叶变换154 6]Ppa ~Xwq A.4傅里叶变换定理156 }L@!TWR-Qu 附录B汉克尔变换158 7=mU["raz` 附录CDelta函数160 (h|l$OL/ 索引162 A*~zdZ p W)w@ju$Ko
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