衍射、傅里叶光学及成像

译者序
前言
第1章衍射、傅里叶光学与成像
1.1本章引论
1.2日益重要的应用举例
1.2.1密集波分复用（DWDM）/解复用
1.2.2光学与微波DWDM系统
1.2.3衍射与亚波长光学元件
1.2.4纳米尺度衍射器件与严格衍射
理论
1.2.5现代成像技术
第2章线性系统与变换
2.1本章引论
2.2线性系统与平移不变性
2.3连续空间傅里叶变换
2.4傅里叶变换的存在条件
2.5傅里叶变换的性质
2.6实傅里叶变换
2.7幅度谱和相位谱
2.8汉克尔变换
第3章波传播基本定理
3.1本章引论
3.2波
3.3电磁波
3.4相量表示法
3.5非电介质中的波动方程
3.6非电介质中的波动方程的相量表示
3.7平面电磁波
第4章标量衍射理论
4.1本章引论
4.2亥姆霍兹方程
4.3平面波角谱
4.4平面波角谱的快速傅里叶变换
(FFT)
4.5基尔霍夫衍射理论
4.5.1基尔霍夫衍射理论
4.5.2菲涅耳基尔霍夫衍射公式
4.6瑞利索末菲衍射理论
4.6.1基尔霍夫近似
4.6.2第二瑞利索末菲公式
4.7第一瑞利索末菲衍射积分的另一种
推导
4.8非单色波的瑞利索末菲衍射积分
第5章菲涅耳与夫琅禾费近似
5.1本章引论
5.2菲涅耳衍射
5.3菲涅耳衍射的快速傅里叶变换的
实现
5.4傍轴波动方程
5.5夫琅禾费衍射
5.6衍射光栅
5.7正弦幅值光栅的夫琅禾费衍射
5.8正弦幅值光栅的菲涅耳衍射
5.9正弦相位光栅的夫琅禾费衍射
5.10狭缝衍射光栅
第6章逆衍射
6.1本章引论
6.2菲涅耳和夫琅禾费近似的逆衍射
问题
6.3角谱表述下的逆衍射
6.4分析
第7章宽角度下标量衍射理论的近场
和远场近似
7.1本章引论
7.2菲涅耳和夫琅禾费近似的回顾
7.3径向近似
7.4高阶改进与分析
7.5逆衍射与迭代优化
7.6数值算例
7.7更高精度近似
7.8小结
第8章几何光学
8.1本章引论
8.2光线的传播
8.3光线方程
8.4程函方程
8.5局部空间频率和光线
8.6子午面光线的矩阵表示
8.7厚透镜
8.8光学系统的入瞳和出瞳
衍射、傅里叶光学及成像目录第9章傅里叶变换和相干光学系统
成像
9.1本章引论
9.2薄透镜的相变
9.3透镜的傅里叶变换
9.3.1波场入射在透镜上
9.3.2初始波场在透镜左侧
9.3.3初始波场在透镜右侧
9.4基于二维线性滤波的成像
9.4.1有限透镜孔径的影响
9.5相衬显微术
9.6共焦扫描显微术
9.6.1图像形成
9.7复杂光学系统的算子代数
第10章准单色波成像
10.1本章引论
10.2希尔伯特变换
10.3解析信号
10.4非单色波场的解析信号表示
10.5准单色波、相干和非相干波
10.6一般成像系统中的衍射效应
10.7准单色波场成像
10.7.1干涉成像
10.7.2非相干成像
10.8衍射受限成像系统的频率响应
10.8.1相干成像系统
10.8.2非相干成像系统
10.9光学传递函数的计算机计算
10.10像差
10.10.1泽尔尼克（Zernike）多项式
第11章基于波调制的光学器件
11.1本章引论
11.2照相胶片和干板
11.3胶片的透光率
11.4调制传递函数
11.5漂白
11.6衍射光学、二元光学和数字光学
11.7电子束刻蚀
11.7.1衍射光学元件的应用
第12章光在非均匀介质中传播
12.1本章引论
12.2非均匀介质的亥姆霍兹方程
12.3非均匀介质的傍轴波动方程
12.4光束传播法（BPM）
12.4.1波在折射率为n的均匀介质
中传播
12.4.2虚透镜效应
12.5波在定向耦合器中的传播
12.5.1耦合模理论概述
12.5.2耦合模理论和光束传播法
（BPM）的计算对比
第13章全息
13.1本章引论
13.2相干波前记录
13.2.1利思厄帕尼斯克斯
（LeithUpatnieks）全息图
13.3全息图的类型
13.3.1菲涅耳和夫琅禾费全息图
13.3.2像面全息图和傅里叶全息图
13.3.3体全息图
13.3.4模压全息图
13.4用计算机模拟全息图的再现
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
信息恢复
14.1本章引论
14.2切趾
14.2.1离散时间窗
14.3两点分辨率和信号恢复
14.4收缩
14.4.1收缩映射定理
14.5用于信号恢复的收缩迭代方法
14.6约束迭代反卷积
14.7投影方法
14.8凸集投影方法（POCS）
14.9盖师贝格帕普里斯算法
(GP算法)
14.10其他的凸集投影算法
14.11从相位恢复信号
14.12用离散傅里叶变换从离散相位
函数中重构信号
14.13广义投影
14.14从幅值恢复信号
14.14.1陷阱和隧道
14.15用最小二乘法和广义逆法恢复
图像
14.16通过奇异值分解计算H+
14.17最速下降法
14.18共轭梯度法
第15章衍射光学Ⅰ
15.1本章引论
15.2罗曼法
15.3罗曼法中的近似
15.4常幅值罗曼法
15.5量化罗曼法
15.6罗曼法的计算机仿真
15.7基于硬限幅的傅里叶法
15.8一种3D点图像重构的简单算法
15.8.1实验
15.9快速加权零交叉算法
15.9.1离轴平面参考波
15.9.2实验
15.10单图全息术
15.10.1成像分析
15.10.2实验
15.11菲涅耳波带片
第16章衍射光学Ⅱ
16.1本章引论
16.2虚拟全息
16.2.1相位的确定
16.2.2孔径效应
16.2.3成像分析
16.2.4信息容量，分辨率，带宽及
冗余
16.2.5体积效应
16.2.6波长变化和/或构建及重构中全息
图尺寸的变化引起的失真
16.2.7实验
16.3用于二元DOE设计的POCS方法
16.4交叉迭代技术（IIT）
16.4.1IIT算法实验
16.5最优频率抽取交叉迭代技术
（ODIFIIT）
16.5.1ODIFIIT法的实验
16.6复合的罗曼ODIFIIT法
16.6.1LMODIFIIT法的计算机实验
第17章计算机成像技术Ⅰ：合成
孔径雷达
17.1本章简介
17.2合成孔径雷达
17.3测距分辨率
17.4脉冲波形的选择
17.5匹配滤波器
17.6运用匹配滤波进行脉冲压缩
17.7方位角分辨率
17.8简化的SAR成像理论
17.9用菲涅耳近似进行图像重构
17.10数字图像重构算法
第18章计算机成像技术Ⅱ: 图像
投影重构
18.1本章引论
18.2Radon变换
18.3投影切片定理
18.4逆Radon变换
18.5Radon变换的性质
18.6利用投影重构信号
18.7傅里叶重构法
18.8滤波反投影算法
第19章密集波分复用
19.1本章引论
19.2阵列波导光栅
19.3不规则采样的零交叉法
（MISZC）
19.3.1修正项的计算方法
19.3.2推广MISZC到三维结构
19.4对MISZC的分析
19.4.1色散分析
19.4.2有限尺寸孔径
19.5计算实验
19.5.1点源孔径
19.5.2多信道
19.5.3有限尺寸孔径
19.5.4生成负相位的方法
19.5.5误差容限
19.5.63D仿真
19.5.7相位量化
19.6实现过程中的问题
第20章严格衍射理论的数值方法
20.1本章引论
20.2基于有限差分法的BPM
20.3宽角度BPM
20.4有限差分
20.5时域有限差分法
20.6计算机实验
20.7傅里叶模式法
附录
附录A脉冲函数
附录B线性矢量空间
B.1本章引论
B.2矢量空间的性质
B.3内积矢量空间
B.4希尔伯特空间
附录C离散时间傅里叶变换、离散傅里
叶变换与快速傅里叶变换
C.1离散时间傅里叶变换
C.2离散时间傅里叶变换和傅里叶
变换之间的联系
C.3离散傅里叶变换
C.4快速傅里叶变换
参考文献