傅里叶光学导论(第4版)
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作者(美)约瑟夫·W.古德曼
出版社科学出版社
ISBN9787030643193
出版时间2020-03
装帧精装
开本其他
定价198元
货号1202046426
上书时间2024-09-05
商品详情
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目录
章 引言
1.1 光学、信息和通信
1.2 本书内容概述
第2章 二维信号和系统的分析
2.1 二维傅里叶分析
2.1.1 定义与存在性条件
2.1.2 傅里叶变换作为分解式
2.1.3 傅里叶变换定理
2.1.4 可分离变量的函数
2.1.5 具有圆对称性的函数：傅里叶-贝塞尔变换
2.1.6 一些常用的函数和有用的傅里叶变换对
2.2 空间频率和空间频率局域化
2.2.1 局域空间频率
2.2.2 维格纳分布函数
2.3 线性系统
2.3.1 线性性质与叠加积分
2.3.2 线性不变系统：传递函数
2.4 二维抽样理论
2.4.1 Whittaker-Shannon抽样定理
2.4.2 过抽样、欠抽样和频谱混淆
2.4.3 空间-带宽积
2.5 离散傅里叶变换
2.6 片投影定理
2.7 从傅里叶变换值的大小恢复相位
习题
第3章 标量衍射理论基础
3.1 历史引言
3.2 从矢量理论到标量理论
3.3 若干数学预备知识
3.3.1 亥姆霍兹方程
3.3.2 格林定理
3.3.3 亥姆霍兹和基尔霍夫的积分定理
3.4 平面屏幕衍射的基尔霍夫公式
3.4.1 积分定理的应用
3.4.2 基尔霍夫边界条件
3.4.3 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
3.5 瑞利-索末菲衍射公式
3.5.1 格林函数的别种选法
3.5.2 瑞利-索末菲衍射公式
3.5.3 边界条件的复现
3.6 基尔霍夫理论和瑞利-索末菲理论的比较
3.7 惠更斯-菲涅耳原理的进一步讨论
3.8 推广到非单色波
3.9 边界上的衍射
3.10 平面波的角谱
3.10.1 角谱及其物理解释
3.10.2 角谱的传播
3.10.3 衍射孔径对于角谱的作用
3.10.4 传播现象作为一个线性的空间滤波器
习题
第4章 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射
4.1 背景
4.1.1 波场的强度
4.1.2 直角坐标系中的惠更斯-菲涅耳原理
4.2 菲涅耳近似
4.2.1 正相位还是负相位
4.2.2 菲涅耳近似的精度
4.2.3 二次相位指数函数的有限积分
4.2.4 菲涅耳近似和角谱
4.2.5 两个共焦球面之间的菲涅耳衍射
4.2.6 菲涅耳衍射通过光线传递矩阵表示
4.3 夫琅禾费近似
4.4 夫琅禾费衍射图样举例
4.4.1 矩形孔
4.4.2 圆形孔
4.4.3 薄正弦振幅光栅
4.4.4 薄正弦相位光栅
4.4.5 计算光栅的衍射效率的一般方法
4.5 菲涅耳衍射计算举例
4.5.1 方孔的菲涅耳衍射
4.5.2 圆孔的菲涅耳衍射
4.5.3 正弦振幅光栅产生的菲涅耳衍射——塔尔博特像
4.6 波束光学
4.6.1 高斯光束
4.6.2 厄米-高斯光束
4.6.3 拉盖尔-高斯光束
4.6.4 贝塞尔光束
习题
第5章 计算衍射和计算传播
5.1 计算衍射的几种方法
5.2 对空间置限的二次相位指数函数的抽样
5.3 卷积方法
5.3.1 带宽和对抽样的考虑
5.3.2 离散卷积公式
5.3.3 模拟结果
5.3.4 用傅里叶变换作卷积
5.4 菲涅耳变换方法
5.4.1 抽样增量
5.4.2 抽样比Q
5.4.3 求所需的 M、Q 和N
5.4.4 离散的衍射公式
5.4.5 M和N对NF的依赖关系的例子
5.4.6 使用菲涅耳变换方法的步骤小结
5.4.7 菲涅耳变换方法的计算复杂性
5.5 菲涅耳传递函数方法
5.5.1 抽样考虑
5.5.2 对每个NF求 N、M和G
5.5.3 离散的衍射公式
5.5.4 M、N和Q对NF的依赖关系的例子
5.5.5 使用菲涅耳传递函数方法的步骤小结
5.5.6 菲涅耳传递函数方法的计算复杂性
5.6 精确的传递函数方法
5.6.1 在频域中抽样
5.6.2 在空域中抽样
5.6.3 模拟结果
5.6.4 精确传递函数方法的计算复杂性
5.7 计算复杂性的比较
5.8 推广到更复杂的孔径
5.8.1 一维情形
5.8.2 在 (x, y) 坐标系中可分离变量的二维孔径
5.8.3 圆对称孔径
5.8.4 更一般的情形
5.9 结束语
习题
第6章 相干光学系统的波动光学分析
6.1 薄透镜作为相位变换器
6.1.1 厚度函数
6.1.2 傍轴近似
6.1.3 相位变换及其物理意义
6.2 透镜的傅里叶变换性质
6.2.1 输入紧贴透镜
6.2.2 输入在透镜之前
6.2.3 输入位于透镜之后
6.2.4 光学傅里叶变换的一个例子
6.3 成像：单色光照明
6.3.1 正透镜的脉冲响应
6.3.2 消去二次相位因子：透镜定律
6.3.3 物和像之间的关系
6.4 复杂相干光学系统的分析
6.4.1 光线矩阵方法
6.4.2 用光线矩阵分析两个光学系统
习题
第7章 光学成像系统的频谱分析
7.1 成像系统的一般分析
7.1.1 普遍模型
7.1.2 衍射对像的影响
7.1.3 多色光照明：相干情形和非相干情形
7.2 衍射置限相干成像系统的频率响应
7.2.1 振幅传递函数
7.2.2 振幅传递函数的例子
……
内容摘要
傅里叶分析是在物理学与工程学的许多领域得到广泛应用的一种通用工具。本书讨论傅里叶分析在光学领域中的应用，尤其是在衍射、成像、光-学数据处理以及全息术方面的应用。内容涉及二维信号和系统的分析、标量衍射理论基础、菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射、计算衍射和计算传播、相光学系统的波动光学分析、光学成像系统的频谱分析、点扩展函数和传递函数的工程、波前调制、模拟光学信息处理、全息术、光通信中的傅里叶光学等本书是傅里叶光学和光信息处理领域的标准教材与参考书，可用作高等学校相关专业的高年级本科生与研究生的教材，也可供从事光学工程、图像处理、模式识别、通信与传感、显示技术、数据存储和成像系统等领域的研究与工程技术人员参考。
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