Под ред. Слюсарева Г. Г. – М.: Мир, 1964. – 295 с.: ил. 135, табл.
10, фото 14
Вопрос о качестве изображения, получаемого при помощи оптических систем (микроскопов, телескопов, фотообъективов), приобрел в настоящее время большое практическое значение, поскольку разрешающая сила оптических приборов уже стала близка к предельно возможной.
Настоящая книга является практически единственной в мировой литературе на эту тему. В ней собран очень интересный и разнообразный материал по распределению света в изображениях сложных объектов. Рассмотрено влияние на изображение разных условий освещения (когерентного, частично когерентного и некогерентного). Разбирается влияние аберраций, и обсуждаются их допустимые значения. Описан ряд оригинальных способов повышения разрешающей способности, даны ценные рекомендации по решению важных для практики задач.
Книга, несомненно, будет полезна оптикам, физикам и инженерам, конструкторам оптических систем и вычислителям, а также лицам, работающим с такими системами и желающим расширить свой научный кругозор.
Предисловие
Введение
Основы теории
Принцип Гюйгенса – Френеля
Различные формулировки принципа Гюйгенса
Упрощенное выражение дифрагированного поля
Образование изображения в оптическом приборе
Случай приборов с не очень большим относительным отверстием. Преобразование Фурье
Преобразование Фурье
Представление периодической функции рядом Фурье
Представление некоторых функций интегралом Фурье
Интеграл Фурье в комплексным обозначениях
Полезная теорема: теорема Парсеваля
Случай функции двух переменных
Некоторые часто встречающиеся преобразования Фурье
Случай функции с ограниченным спектром. Теорема об интерполяции
Примерное преобразование Фурье для выражения принципа Гюйгенса
Примеры применения преобразований Фурье к расчету явлений дифракции. Изучение возникновения «духов» в спектрах решеток
Образование изображения протяженных объектов
Соотношение между объектом и его изображением. Передача пространственных частот
Некогерентное освещение. Основные соотношения
Передача пространственных частот при некогерентном освещении
Фильтрование частот с точки зрения теории дифракции
Когерентное освещение
Фильтрование пространственных частот при когерентном освещении. Опыты Аббе
Теоретический расчет контраста изображений для некоторых типов объектов
Контраст изображения темной точки
Контраст изображения темной лини и границы светлого поля
Периодические структуры
Стигматический прибор с круглым зрачком
Изображение изолированной точки; дифракционное пятно Эри
Распределение светового потока в пятне Эри
Изображение при некогерентном освещении
Изображение освещенных объектов при когерентном освещении
Примеры практических приложений
Фазовый контраст
Принцип метода
Распределение амплитуд на изображении
Дифракционные полосы, вызываемые фазовой пластинкой
Случай периодических объектов. Амплитудная решетка, фазовая решетка
Фильтрование пространственных частот при фазовом контрасте
Частичная когерентность. Освещение в интерферометрах и образование изображения в микроскопе
Некогерентность, когерентность, частичная когерентность
Цуги волн и когерентность
Определение степени частичной когерентности
Вычисление степени частичной когерентности для двух точек, освещаемых одним источником
Когерентность между колебаниями, излучаемыми одним источником в двух различных направлениях; освещение интерферометров
Когерентность в изображении протяженного источника
Обычное освещение микроскопов
Образование изображения при частично когерентном освещении
Гармонический анализ изображения
Случай слабого контраста
Некоторые положения: образование изображения в микроскопе; интерпретация эффекта Калье
Влияние аберраций
Общие соотношения и определения
Изображение точки
Общее выражение для допустимого значения малых аберраций, влияющих на качество изображения точки
Примеры обсуждения результатов; вычисление допусков
Влияние малых аберраций на качество изображения линии
Влияние малых аберраций на контраст изображения периодического объекта
Случай когерентного освещения
Влияние аберраций: общий случай
Общие замечания
Разложение в ряды для изучения малых аберраций
Численное и механическое интегрирование
Случай больших аберраций
Оценка качества приборов с большими аберрациями. Зоны Релея
Метод Ван-Кампена
Полосы на краю геометрической каустики
Влияние произвольных геометрических аберраций на множитель контраста
Приближенные формулы для малых пространственных частот
Теория информации и оптическое изображение
Общие замечания
Определение количества информации
Поток информации
Понятие об избыточности кода
Информация в физических измерениях
Информация, содержащаяся в оптическом изображении
Приложения
Классический предел разрешения оптического прибора. Возможность его улучшения
Аподизация
Точность наводки в продольном направлении и некоторые возможности ее улучшения
Методы увеличения точности поперечной наводки
Точность при измерении разности хода в интерференционной микроскопии. Связь с разрешающей силой микроскопа
Допустимые значения сферической аберрации зеркала, применяемого в радиоастрономии. Станция в Нансе
Область совместимости условий Аббе и Гершеля
Ошибка увеличения в приборах, обладающих комой
Допустимые децентрировки поверхностей при изготовлении приборов
Методика экспериментальных измерений коэффициента контраста
Шум фона в фотографии
Фотографические изображения; пропускание пространственных частот и техника компенсационного фильтрования
Соответствие между объектом и изображением и выбор оптимального закона фильтрования
Остаточное рассеяние оптическими полированными поверхностями
Дополнение
Законы геометрической оптики как предельные формы законов распространения волн малой длины
Прохождение волны через «фокус» и обоснование мнимого коэффициента в выражении принципа Гюйгенса
Когерентность и ширина спектральных линий
Изображение объектов со слабым контрастом при частичном когерентном освещении
Библиография
Вопрос о качестве изображения, получаемого при помощи оптических систем (микроскопов, телескопов, фотообъективов), приобрел в настоящее время большое практическое значение, поскольку разрешающая сила оптических приборов уже стала близка к предельно возможной.
Настоящая книга является практически единственной в мировой литературе на эту тему. В ней собран очень интересный и разнообразный материал по распределению света в изображениях сложных объектов. Рассмотрено влияние на изображение разных условий освещения (когерентного, частично когерентного и некогерентного). Разбирается влияние аберраций, и обсуждаются их допустимые значения. Описан ряд оригинальных способов повышения разрешающей способности, даны ценные рекомендации по решению важных для практики задач.
Книга, несомненно, будет полезна оптикам, физикам и инженерам, конструкторам оптических систем и вычислителям, а также лицам, работающим с такими системами и желающим расширить свой научный кругозор.
Предисловие
Введение
Основы теории
Принцип Гюйгенса – Френеля
Различные формулировки принципа Гюйгенса
Упрощенное выражение дифрагированного поля
Образование изображения в оптическом приборе
Случай приборов с не очень большим относительным отверстием. Преобразование Фурье
Преобразование Фурье
Представление периодической функции рядом Фурье
Представление некоторых функций интегралом Фурье
Интеграл Фурье в комплексным обозначениях
Полезная теорема: теорема Парсеваля
Случай функции двух переменных
Некоторые часто встречающиеся преобразования Фурье
Случай функции с ограниченным спектром. Теорема об интерполяции
Примерное преобразование Фурье для выражения принципа Гюйгенса
Примеры применения преобразований Фурье к расчету явлений дифракции. Изучение возникновения «духов» в спектрах решеток
Образование изображения протяженных объектов
Соотношение между объектом и его изображением. Передача пространственных частот
Некогерентное освещение. Основные соотношения
Передача пространственных частот при некогерентном освещении
Фильтрование частот с точки зрения теории дифракции
Когерентное освещение
Фильтрование пространственных частот при когерентном освещении. Опыты Аббе
Теоретический расчет контраста изображений для некоторых типов объектов
Контраст изображения темной точки
Контраст изображения темной лини и границы светлого поля
Периодические структуры
Стигматический прибор с круглым зрачком
Изображение изолированной точки; дифракционное пятно Эри
Распределение светового потока в пятне Эри
Изображение при некогерентном освещении
Изображение освещенных объектов при когерентном освещении
Примеры практических приложений
Фазовый контраст
Принцип метода
Распределение амплитуд на изображении
Дифракционные полосы, вызываемые фазовой пластинкой
Случай периодических объектов. Амплитудная решетка, фазовая решетка
Фильтрование пространственных частот при фазовом контрасте
Частичная когерентность. Освещение в интерферометрах и образование изображения в микроскопе
Некогерентность, когерентность, частичная когерентность
Цуги волн и когерентность
Определение степени частичной когерентности
Вычисление степени частичной когерентности для двух точек, освещаемых одним источником
Когерентность между колебаниями, излучаемыми одним источником в двух различных направлениях; освещение интерферометров
Когерентность в изображении протяженного источника
Обычное освещение микроскопов
Образование изображения при частично когерентном освещении
Гармонический анализ изображения
Случай слабого контраста
Некоторые положения: образование изображения в микроскопе; интерпретация эффекта Калье
Влияние аберраций
Общие соотношения и определения
Изображение точки
Общее выражение для допустимого значения малых аберраций, влияющих на качество изображения точки
Примеры обсуждения результатов; вычисление допусков
Влияние малых аберраций на качество изображения линии
Влияние малых аберраций на контраст изображения периодического объекта
Случай когерентного освещения
Влияние аберраций: общий случай
Общие замечания
Разложение в ряды для изучения малых аберраций
Численное и механическое интегрирование
Случай больших аберраций
Оценка качества приборов с большими аберрациями. Зоны Релея
Метод Ван-Кампена
Полосы на краю геометрической каустики
Влияние произвольных геометрических аберраций на множитель контраста
Приближенные формулы для малых пространственных частот
Теория информации и оптическое изображение
Общие замечания
Определение количества информации
Поток информации
Понятие об избыточности кода
Информация в физических измерениях
Информация, содержащаяся в оптическом изображении
Приложения
Классический предел разрешения оптического прибора. Возможность его улучшения
Аподизация
Точность наводки в продольном направлении и некоторые возможности ее улучшения
Методы увеличения точности поперечной наводки
Точность при измерении разности хода в интерференционной микроскопии. Связь с разрешающей силой микроскопа
Допустимые значения сферической аберрации зеркала, применяемого в радиоастрономии. Станция в Нансе
Область совместимости условий Аббе и Гершеля
Ошибка увеличения в приборах, обладающих комой
Допустимые децентрировки поверхностей при изготовлении приборов
Методика экспериментальных измерений коэффициента контраста
Шум фона в фотографии
Фотографические изображения; пропускание пространственных частот и техника компенсационного фильтрования
Соответствие между объектом и изображением и выбор оптимального закона фильтрования
Остаточное рассеяние оптическими полированными поверхностями
Дополнение
Законы геометрической оптики как предельные формы законов распространения волн малой длины
Прохождение волны через «фокус» и обоснование мнимого коэффициента в выражении принципа Гюйгенса
Когерентность и ширина спектральных линий
Изображение объектов со слабым контрастом при частичном когерентном освещении
Библиография