光強傳輸方程

目錄
叢書序
前言
符號約定
1　引言　1
參考文獻　17
2　光強傳輸方程的基本概念　29
2.1　光強傳輸效應　29
2.2　光強傳輸方程的推導　31
2.2.1　利用傍軸波動方程推導光強傳輸方程　31
2.2.2　利用菲涅耳衍射公式推導光強傳輸方程　33
2.2.3　利用坡印亭定理推導光強傳輸方程　38
2.3　光強傳輸方程的物理意義　38
參考文獻　39
3　光強傳輸方程的求解　41
3.1　光強傳輸方程的邊界條件　41
3.2　方程適定性與解的唯一性　42
3.3　相容性條件與能量守恒定律　43
3.4　光強傳輸方程的求解　44
3.4.1　無邊界條件求解　45
3.4.2　含邊界條件求解　47
3.5　相位差異的成因與補償　48
參考文獻　51
4　相干照明下的圖像生成模型　53
4.1　顯微成像系統(tǒng)中的光闌與照明的相干性　53
4.2　相干照明下的理想成像模型　57
4.3　圖像生成模型、相位傳遞函數(shù)與線性化條件　61
4.3.1　弱物體近似下的相位傳遞函數(shù)模型　61
4.3.2　緩變物體近似下光強混合模型　63
4.3.3　無任何近似下的光強差分模型　65
4.3.4　成像系統(tǒng)的有限孔徑效應　69
參考文獻　70
5　光強軸向微分的差分估計　72
5.1　雙平面光強軸向微分估計　72
5.1.1　低頻云霧噪聲與高頻相位模糊的成因　74
5.1.2　*優(yōu)離焦距離的分析與選取　76
5.2　多平面光強軸向微分估計　78
5.2.1　差分公式的拓展與優(yōu)化　78
5.2.2　基于Savitzky-Golay差分濾波器統(tǒng)一化框架　80
5.2.3　與傳遞函數(shù)分析理論的殊途同歸　82
5.3　病態(tài)逆問題的正則化手段　85
參考文獻　86
6　部分相干光場下的圖像生成模型　89
6.1　部分相干光場的相關函數(shù)表征　90
6.1.1　互相干函數(shù)與交叉譜密度　92
6.1.2　準單色光的互強度　97
6.1.3　互相干函數(shù)的傳播　99
6.1.4　互相干函數(shù)傳播的波動方程　101
6.1.5　范西泰特-澤尼克(van Cittert-Zernike)定理　102
6.1.6　相干模式分解　104
6.1.7　特殊照明的交叉譜密度形式　106
6.2　部分相干光場的相空間表征　108
6.2.1　維格納分布函數(shù)與模糊函數(shù)　109
6.2.2　維格納分布函數(shù)的性質　111
6.2.3　維格納分布函數(shù)的光學變換　113
6.2.4　常見光學信號的維格納分布函數(shù)表示　117
6.2.5　維格納分布函數(shù)的傳輸方程　121
6.2.6　維格納分布函數(shù)的測量　122
6.3　部分相干照明下的理想成像模型　131
6.3.1　部分非相干照明下的理想成像模型　132
6.3.2　空間相干性對成像的影響　133
6.3.3　時間相干性對成像的影響　135
6.3.4　交叉?zhèn)鬟f系數(shù)與弱物體傳遞函數(shù)　137
6.3.5　相干、非相干、部分相干照明下的相位傳遞函數(shù)　141
參考文獻　150
7　部分相干照明下的光強傳輸方程　154
7.1　光強傳輸方程在部分相干光場下的拓展形式　154
7.1.1　基于互強度/交叉譜密度的部分相干光強傳輸方程　156
7.1.2　相空間光學下的廣義光強傳輸方程　157
7.1.3　部分相干光下“相位”的廣義定義　158
7.2　部分相干照明下的相位復原　160
7.2.1　基于廣義光強傳輸方程的相位復原　160
7.2.2　基于廣義相位定義的相位復原　162
7.2.3　成像系統(tǒng)有限孔徑的影響　165
7.2.4　部分相干照明下的相位梯度傳遞函數(shù)及相干誤差補償　169
7.3　基于散斑場照明幾何能流的相位復原　172
7.3.1　基于相干散斑場照明幾何能流的相位復原　172
7.3.2　基于部分相干散斑場照明幾何能流的相位復原　174
7.4　基于光強傳輸方程的計算光場成像　175
7.5　基于部分相干相位傳遞函數(shù)反卷積的相位復原　177
7.6　部分相干照明下空間分辨率提升　179
參考文獻　188
8　部分相干照明下的三維相位成像　192
8.1　相干光場的三維傅里葉頻譜與Ewald球　192
8.2　三維相干傳遞函數(shù)與廣義光瞳　194
8.3　三維物體的散射勢表征與近似條件　196
8.4　傅里葉切片定理與衍射層析定理　199
8.5　相干照明下的三維衍射層析(三維相位)成像　203
8.6　三維相干傳遞函數(shù)的不同形式　206
8.7　部分相干三維光學傳遞函數(shù)、三維交叉?zhèn)鬟f系數(shù)與三維弱物體傳遞函數(shù)　209
8.8　相干、非相干、部分相干照明下三維相位傳遞函數(shù)　212
8.9　部分相干照明下的三維衍射層析(三維相位)成像　214
參考文獻　219
9　光強傳輸方程在光學顯微成像中的應用　221
9.1　相位成像基本光路結構　221
9.2　動態(tài)定量相位成像光路結構　222
9.3　三維衍射層析光路結構　224
9.4　光強傳輸方程的應用　225
9.4.1　生物定量相位顯微成像　226
9.4.2　生物衍射層析顯微成像　231
9.4.3　光學檢測　233
9.4.4　無透鏡成像　234
9.4.5　光場成像　237
9.4.6　其他應用　238
參考文獻　238
后記　243
參考文獻　245