衍射、傅里葉光學及成像

譯者序
前言
第1章衍射、傅里葉光學與成像
1.1本章引論
1.2日益重要的應(yīng)用舉例
1.2.1密集波分復(fù)用（DWDM）/解復(fù)用
1.2.2光學與微波DWDM系統(tǒng)
1.2.3衍射與亞波長光學元件
1.2.4納米尺度衍射器件與嚴格衍射
理論
1.2.5現(xiàn)代成像技術(shù)
第2章線性系統(tǒng)與變換
2.1本章引論
2.2線性系統(tǒng)與平移不變性
2.3連續(xù)空間傅里葉變換
2.4傅里葉變換的存在條件
2.5傅里葉變換的性質(zhì)
2.6實傅里葉變換
2.7幅度譜和相位譜
2.8漢克爾變換
第3章波傳播基本定理
3.1本章引論
3.2波
3.3電磁波
3.4相量表示法
3.5非電介質(zhì)中的波動方程
3.6非電介質(zhì)中的波動方程的相量表示
3.7平面電磁波
第4章標量衍射理論
4.1本章引論
4.2亥姆霍茲方程
4.3平面波角譜
4.4平面波角譜的快速傅里葉變換
(FFT)
4.5基爾霍夫衍射理論
4.5.1基爾霍夫衍射理論
4.5.2菲涅耳基爾霍夫衍射公式
4.6瑞利索末菲衍射理論
4.6.1基爾霍夫近似
4.6.2第二瑞利索末菲公式
4.7第一瑞利索末菲衍射積分的另一種
推導(dǎo)
4.8非單色波的瑞利索末菲衍射積分
第5章菲涅耳與夫瑯禾費近似
5.1本章引論
5.2菲涅耳衍射
5.3菲涅耳衍射的快速傅里葉變換的
實現(xiàn)
5.4傍軸波動方程
5.5夫瑯禾費衍射
5.6衍射光柵
5.7正弦幅值光柵的夫瑯禾費衍射
5.8正弦幅值光柵的菲涅耳衍射
5.9正弦相位光柵的夫瑯禾費衍射
5.10狹縫衍射光柵
第6章逆衍射
6.1本章引論
6.2菲涅耳和夫瑯禾費近似的逆衍射
問題
6.3角譜表述下的逆衍射
6.4分析
第7章寬角度下標量衍射理論的近場
和遠場近似
7.1本章引論
7.2菲涅耳和夫瑯禾費近似的回顧
7.3徑向近似
7.4高階改進與分析
7.5逆衍射與迭代優(yōu)化
7.6數(shù)值算例
7.7更高精度近似
7.8小結(jié)
第8章幾何光學
8.1本章引論
8.2光線的傳播
8.3光線方程
8.4程函方程
8.5局部空間頻率和光線
8.6子午面光線的矩陣表示
8.7厚透鏡
8.8光學系統(tǒng)的入瞳和出瞳
衍射、傅里葉光學及成像目錄第9章傅里葉變換和相干光學系統(tǒng)
成像
9.1本章引論
9.2薄透鏡的相變
9.3透鏡的傅里葉變換
9.3.1波場入射在透鏡上
9.3.2初始波場在透鏡左側(cè)
9.3.3初始波場在透鏡右側(cè)
9.4基于二維線性濾波的成像
9.4.1有限透鏡孔徑的影響
9.5相襯顯微術(shù)
9.6共焦掃描顯微術(shù)
9.6.1圖像形成
9.7復(fù)雜光學系統(tǒng)的算子代數(shù)
第10章準單色波成像
10.1本章引論
10.2希爾伯特變換
10.3解析信號
10.4非單色波場的解析信號表示
10.5準單色波、相干和非相干波
10.6一般成像系統(tǒng)中的衍射效應(yīng)
10.7準單色波場成像
10.7.1干涉成像
10.7.2非相干成像
10.8衍射受限成像系統(tǒng)的頻率響應(yīng)
10.8.1相干成像系統(tǒng)
10.8.2非相干成像系統(tǒng)
10.9光學傳遞函數(shù)的計算機計算
10.10像差
10.10.1澤爾尼克（Zernike）多項式
第11章基于波調(diào)制的光學器件
11.1本章引論
11.2照相膠片和干板
11.3膠片的透光率
11.4調(diào)制傳遞函數(shù)
11.5漂白
11.6衍射光學、二元光學和數(shù)字光學
11.7電子束刻蝕
11.7.1衍射光學元件的應(yīng)用
第12章光在非均勻介質(zhì)中傳播
12.1本章引論
12.2非均勻介質(zhì)的亥姆霍茲方程
12.3非均勻介質(zhì)的傍軸波動方程
12.4光束傳播法（BPM）
12.4.1波在折射率為n的均勻介質(zhì)
中傳播
12.4.2虛透鏡效應(yīng)
12.5波在定向耦合器中的傳播
12.5.1耦合模理論概述
12.5.2耦合模理論和光束傳播法
（BPM）的計算對比
第13章全息
13.1本章引論
13.2相干波前記錄
13.2.1利思厄帕尼斯克斯
（LeithUpatnieks）全息圖
13.3全息圖的類型
13.3.1菲涅耳和夫瑯禾費全息圖
13.3.2像面全息圖和傅里葉全息圖
13.3.3體全息圖
13.3.4模壓全息圖
13.4用計算機模擬全息圖的再現(xiàn)
13.5全息成像的放大和分析
13.6像差
第14章切趾，超分辨率和缺失
信息恢復(fù)
14.1本章引論
14.2切趾
14.2.1離散時間窗
14.3兩點分辨率和信號恢復(fù)
14.4收縮
14.4.1收縮映射定理
14.5用于信號恢復(fù)的收縮迭代方法
14.6約束迭代反卷積
14.7投影方法
14.8凸集投影方法（POCS）
14.9蓋師貝格帕普里斯算法
(GP算法)
14.10其他的凸集投影算法
14.11從相位恢復(fù)信號
14.12用離散傅里葉變換從離散相位
函數(shù)中重構(gòu)信號
14.13廣義投影
14.14從幅值恢復(fù)信號
14.14.1陷阱和隧道
14.15用最小二乘法和廣義逆法恢復(fù)
圖像
14.16通過奇異值分解計算H+
14.17最速下降法
14.18共軛梯度法
第15章衍射光學Ⅰ
15.1本章引論
15.2羅曼法
15.3羅曼法中的近似
15.4常幅值羅曼法
15.5量化羅曼法
15.6羅曼法的計算機仿真
15.7基于硬限幅的傅里葉法
15.8一種3D點圖像重構(gòu)的簡單算法
15.8.1實驗
15.9快速加權(quán)零交叉算法
15.9.1離軸平面參考波
15.9.2實驗
15.10單圖全息術(shù)
15.10.1成像分析
15.10.2實驗
15.11菲涅耳波帶片
第16章衍射光學Ⅱ
16.1本章引論
16.2虛擬全息
16.2.1相位的確定
16.2.2孔徑效應(yīng)
16.2.3成像分析
16.2.4信息容量，分辨率，帶寬及
冗余
16.2.5體積效應(yīng)
16.2.6波長變化和/或構(gòu)建及重構(gòu)中全息
圖尺寸的變化引起的失真
16.2.7實驗
16.3用于二元DOE設(shè)計的POCS方法
16.4交叉迭代技術(shù)（IIT）
16.4.1IIT算法實驗
16.5最優(yōu)頻率抽取交叉迭代技術(shù)
（ODIFIIT）
16.5.1ODIFIIT法的實驗
16.6復(fù)合的羅曼ODIFIIT法
16.6.1LMODIFIIT法的計算機實驗
第17章計算機成像技術(shù)Ⅰ：合成
孔徑雷達
17.1本章簡介
17.2合成孔徑雷達
17.3測距分辨率
17.4脈沖波形的選擇
17.5匹配濾波器
17.6運用匹配濾波進行脈沖壓縮
17.7方位角分辨率
17.8簡化的SAR成像理論
17.9用菲涅耳近似進行圖像重構(gòu)
17.10數(shù)字圖像重構(gòu)算法
第18章計算機成像技術(shù)Ⅱ: 圖像
投影重構(gòu)
18.1本章引論
18.2Radon變換
18.3投影切片定理
18.4逆Radon變換
18.5Radon變換的性質(zhì)
18.6利用投影重構(gòu)信號
18.7傅里葉重構(gòu)法
18.8濾波反投影算法
第19章密集波分復(fù)用
19.1本章引論
19.2陣列波導(dǎo)光柵
19.3不規(guī)則采樣的零交叉法
（MISZC）
19.3.1修正項的計算方法
19.3.2推廣MISZC到三維結(jié)構(gòu)
19.4對MISZC的分析
19.4.1色散分析
19.4.2有限尺寸孔徑
19.5計算實驗
19.5.1點源孔徑
19.5.2多信道
19.5.3有限尺寸孔徑
19.5.4生成負相位的方法
19.5.5誤差容限
19.5.63D仿真
19.5.7相位量化
19.6實現(xiàn)過程中的問題
第20章嚴格衍射理論的數(shù)值方法
20.1本章引論
20.2基于有限差分法的BPM
20.3寬角度BPM
20.4有限差分
20.5時域有限差分法
20.6計算機實驗
20.7傅里葉模式法
附錄
附錄A脈沖函數(shù)
附錄B線性矢量空間
B.1本章引論
B.2矢量空間的性質(zhì)
B.3內(nèi)積矢量空間
B.4希爾伯特空間
附錄C離散時間傅里葉變換、離散傅里
葉變換與快速傅里葉變換
C.1離散時間傅里葉變換
C.2離散時間傅里葉變換和傅里葉
變換之間的聯(lián)系
C.3離散傅里葉變換
C.4快速傅里葉變換
參考文獻