内容简介

《光学与光子学丛书:衍射计算及数字全息(下册)》介绍了在激光应用研究领域，标量衍射理论能够解决大量实际问题。然而，衍射计算十分繁杂，国内外研究的专著甚少，衍射计算通常成为大学生、研究生及科研人员遇到的难题。随着计算机及CCD技术的进步，基于衍射计算理论及计算机技术，数字全息逐渐形成一项具有重要前景的新兴技术，国内尚无一部专著阐述。

图书目录

序言 第6章物光通过光学系统的波前重建 6.1物光通过光学系统时波前重建的一般讨论 6.1.1基于阿贝成像理论对CCD探测信息的研究 6.1.2数字全息波前重建系统脉冲响应讨论 6.2数字全息变焦系统 6.2.1数字全息变焦系统简介 6.2.2变焦系统研究 6.2.3变焦系统的参数设计 6.3柯林斯公式在波前重建中的应用 6.3.1用柯林斯公式的逆运算实现波前重建 6.3.2光波通过傍轴光学系统的可控放大率波前重建 6.4经典衍射积分在物光通过光学系统波前重建中的应用 6.4.1利用精确衍射公式通过光波场空间追迹进行波前重建 6.4.2数字全息物光场在像空间及物空间的重建研究 6.4.3光学系统光学矩阵元素的数字全息检测 参考文献 第7章 全息干涉计量的基本原理及常用技术 7.1单曝光法或实时全息法 7.1.1单曝光法基本原理 7.1.2实时全息干涉计量实例 7.1.3空间载波相移法在实时全息检测中的应用 7.2双曝光法 7.2.1双曝光法基本原理 7.2.2物体的位移测量及一维位移测量实例 7.2.3双曝光法三维位移场的检测 7.3时间平均法 7.3.1时间平均法基本原理 7.3.2时间平均法测量实例 参考文献 第8章数字全息在光学检测中的应用 8.1数字全息干涉图的形成及干涉图的相位解包裹 8.1.1数字全息干涉图像的形成及表示方法 8.1.2干涉图像的相位解包裹 8.2数字全息干涉计量常用技术 8.2.1三维面形的数字全息检测 8.2.2物体微形变的数字全息检测 8.2.3时间平均法数字全息振动分析 8.2.4三维粒子场检测 8.3具有物光变换系统的数字全息检测 8.3.1像面数字全息系统的一般讨论 8.3.2微小物体的显微数字全息检测 8.3.3大尺寸物体的数字全息检测实例 8.4数字全息干涉计量的特殊技术 8.4.1飞秒级瞬态过程的数字全息检测技术 8.4.2共光程同轴显微数字全息检测 8.4.3弱相干光源LED照明的数字全息显微术 8.5数字全息CT 8.5.1拉东变换简介 8.5.2数字全息CT原理 8.5.3数字全息CT检测模拟 8.5.4显微数字全息CT检测应用实例 8.6多功能数字全息检测系统 参考文献 第9章数字全息的3D显示及动画算法研究 9.1传统全息及数字全息3D显示研究现状 9.1.1传统全息3D显示技术的发展现状 9.1.2数字全息3D显示技术研究进展 9.1.3数字全息3D显示技术的优势与面临的挑战 9.2数字微镜及其在数字全息3D显示中的应用 9.2.1数字微镜工作原理 9.2.2全息图的数字微镜显示 9.2.3数字微镜3D显示系统的瞬时脉冲响应 9.2.4数字微镜3D显示系统点源离焦像的讨论 9.2.5 DMD重建图像的近似计算及实验证明 9.3空间光调制器LCOS原理及其在数字全息3D显示中的应用 9.3.1空间光调制器LCOS的结构及原理简介 9.3.2基于LCOS的全息图像显示系统研究 9.3.3扩展3D重建像视场的技术简述 9.4数字全息显示研究中3D物体的衍射场计算 9.4.1基于点源法的C—LUT快速算法 9.4.2 曲面光源变换为平面光源的“光源变换法” 9.4.3基于全息3D显示像的焦深对LUT算法及面元算法的改进 9.5全息3D动画算法探析 9.5.1 3D物体表面的数字描述及基本建模技术 9.5.2基于环形空间光调制器阵列的全息3D动画模拟研究 9.6结束语 参考文献 附录A计算机图像的基础知识 A1三基色原理及图像的数字表示 A2二维场强度分布的数字图像表示 附录B 基本计算程序及应用实例 B1矩形孔夫琅禾费衍射的解析计算 B2圆孔夫琅禾费衍射的解析计算 B3三角形孔的夫琅禾费衍射解析计算及IFFT重建图像 B4矩形孔菲涅耳衍射的解析计算 B5菲涅耳衍射的S—FFT计算 B6经典衍射公式的D—FFT计算 B7柯林斯公式的S—FFT计算 B8柯林斯公式的D—FFT计算 B9倾斜三角形孔的菲涅耳衍射场及其逆运算 B10倾斜面光源的菲涅耳衍射场及其逆运算 B11同轴数字全息图及四步相移法波前重建模拟 B12模拟生成单色离轴数字全息图 B13数字全息图物光场的1—FFT重建 B14数字全息图物光场的DDBFT局域重建 B15数字全息图物光场的VDH4FFT重建 B16数字全息图物光场的FIMG4FFT重建 B17真彩色图像文件的读取、分解及存储 B18模拟生成三基色光照明的真彩色离轴数字全息图 B19真彩色数字全息图像的FIMG4FFT重建 B20模拟生成物体微形变的二次曝光数字全息图 B21基于二次曝光数字全息图的物光场波前重建及干涉图像 B22生成加载于空间光调制器LCOS的相息图 附录C彩色图像附页 附录D 《衍射计算及数字全息》书附光盘内容 索引 后记

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《光学与光子学丛书:衍射计算及数字全息(上册)》可作为高等院校光学、光学工程、光信息科学技术、电子科学与技术等专业的研究生教材，也可供相关专业的教师及科技工作者参考。

目录

序言 第1章数学预备知识 1.1常用的几种非初等函数 1.1.1矩形函数 1.1.2 sinc函数 1.1.3阶跃函数 1.1.4符号函数 1.1.5三角函数 1.1.6圆域函数 1.1.7狄拉克ξ函数 1.1.8梳状函数 1.2二维傅里叶变换 1.2.1二维傅里叶变换的定义和存在条件 1.2.2傅里叶变换定理 1.2.3二维傅里叶变换在极坐标下的表示 1.3线性系统 1.3.1线性系统的定义 1.3.2脉冲响应和叠加积分 1.3.3二维线性空间不变系统的定义 1.3.4线性空间不变系统的传递函数和本征函数 1.4二维取样定理 1.4.1函数的取样 1.4.2原函数的复原 1.4.3空间一带宽积 参考文献 第2章标量衍射理论 2.1光波的复函数表示 2.1.1单色光的复函数表示 2.1.2三维空间中光波场的表达式 2.1.3空间平面上平面波及球面波的复振幅 2.2标量衍射理论 2.2.1波动方程 2.2.2波动方程的平面简谐波解 2.2.3衍射的角谱理论 2.2.4基尔霍夫公式及瑞利一索末菲公式 2.2.5衍射问题的傍轴近似——菲涅耳衍射积分 2.2.6夫琅禾费衍射 2.3夫琅禾费衍射的计算实例 2.3.1矩形孔在透镜焦平面上的衍射图像 2.3.2圆形孔的夫琅禾费衍射 2.3.3三角形孔在透镜焦平面上的衍射图像 2.3.4振幅型正弦光栅的夫琅禾费衍射 2.4菲涅耳衍射积分的解析及半解析计算 2.4.1正弦振幅光栅的菲涅耳衍射 2.4.2矩形孔的菲涅耳衍射 2.4.3复杂形状孔径的菲涅耳衍射 2.4.4利用矩形孔衍射公式计算折射棱镜阵列的衍射场 2.4.5三角形孔的菲涅耳衍射 2.5柯林斯公式 2.5.1傍轴光学系统的ABCD矩阵表示 2.5.2傍轴球面波的ABCD定律及等效傍轴透镜光学系统 2.5.3柯林斯公式推导 2.6基于柯林斯公式讨论单透镜系统的光学变换性质 2.6.1物体在透镜前 2.6.2物体在透镜后 参考文献 第3章衍射的数值计算及应用实例 3.1离散傅里叶变换与傅里叶变换的关系 3.1.1二维连续函数的离散及周期延拓 3.1.2离散傅里叶变换与傅里叶变换的关系 3.2菲涅耳衍射积分的快速傅里叶变换计算 3.2.1菲涅耳衍射积分的S—FFT算法 3.2.2菲涅耳衍射的S—FFT计算与实际测量的比较 3.2.3菲涅耳衍射的D—FFT算法 3.2.4 D—FFT算法的实验证明 3.2.5菲涅耳衍射的分数傅里叶变换表示及其计算 3.2.6菲涅耳衍射的综合孔径表示及其计算 3.3经典衍射公式的快速傅里叶变换计算 3.3.1基尔霍夫公式及瑞利索末菲公式的卷积形式 3.3.2经典衍射公式的统一表述 3.3.3计算卷积形式的经典衍射公式时取样条件的讨论 3.3.4基于能量守恒原理对实际取样条件的讨论 3.3.5不同衍射积分的计算实例 3.3.6不同经典衍射公式的FFT计算研究小结 3.3.7经典衍射积分的逆运算 3.4柯林斯公式的计算 3.4.1柯林斯公式及其逆运算式 3.4.2柯林斯公式的S—FFT计算 3.4.3柯林斯公式逆运算的S—IFFT计算 3.4.4柯林斯公式的D—FFT计算 3.4.5柯林斯公式逆运算的D—FFT计算 3.4.6数值计算及实验证明 3.5空间曲面衍射场的计算 3.5.1倾斜发光面及倾斜观测面的衍射计算 3.5.2发光面为空间曲面的衍射场计算 3.5.3观测面为空间曲面的衍射场计算 3.6 衍射数值计算的应用实例 3.6.1二元光学元件的设计 3.6.2三角形面源集合算法在计算全息中的应用 3.6.3空间观测曲面衍射场计算的应用实例 参考文献 第4章光全息的基本理论 4.1光全息术的基本原理 4.1.1光全息术概述 4.1.2同轴全息图 4.1.3离轴全息图 4.1.4离轴全息图衍射像分离的条件 4.2部分相干理论及其在全息研究中的应用 4.2.1非单色光波场的解析信号表示 4.2.2非单色光杨氏干涉实验研究 4.2.3全息研究中将光波视为完全相干波时应满足的条件讨论 4.2.4记录菲涅耳平面全息图的光学系统 4.3 菲涅耳全息图及重现像性质研究 4.3.1点源全息图的记录 4.3.2点源全息图的再现 4.3.3像的放大率 4.3.4像的线模糊 4.4几种常用的平面全息图 4.4.1夫琅禾费全息图 4.4.2傅里叶变换全息图 4.4.3无透镜傅里叶变换全息图 4.4.4像全息图 4.4.5相位型全息图 4.5平面全息图的衍射效率 4.5.1振幅全息图的衍射效率 4.5.2相位全息图的衍射效率 参考文献 第5章数字全息及物光波前重建计算 （下 册） 第6章 物光通过光学系统的波前重建 第7章 全息干涉计量的基本原理及常用技术 第8章数字全息在光学检测中的应用 第9章 数字全息的3D显示及动画算法研究 附录A 计算机图像的基础知识 附录8 基本计算程序及应用实例 附录C 彩色图像附页 附录D 《衍射计算及数字全息》书附光盘内容 后记