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商品描述
傅立葉分析是一種在物理學與工程學的許多領域中廣泛應用的通用工具。
本書討論傅立葉分析在光學領域的應用，特別是在衍射、影像、光學資料處理以及全息術的應用。
內容涉及二維訊號和系統的分析、標量衍射理論基礎、菲涅耳衍射與夫瑯禾費衍射、計算衍射和計算傳播、
相干光學系統的波動光學分析、光學成像系統的頻譜分析、點擴展函數和傳遞函數的工程、
波前調製、模擬光學資訊處理、全息術、光通訊中的傅立葉光學等。
目錄大綱
第1章引言
1.1 光學、資訊與通訊
1.2 本書內容概述
第2章二維訊號與系統的分析
2.1 二維傅立葉分析
2.1.1 定義與存在性條件
2.1.2 傅立葉轉換作為分解式
2.1.3 傅立葉變換定理
2.1.4 可分離變數的函數
2.1.5 具有圓對稱性的函數：傅立葉-貝塞爾變換
2.1.6 一些常用的函數和有用的傅立葉轉換對
2.2空間頻率與空間頻率局部化
2.2.1 局域空間頻率
2.2.2 維格納分佈函數
2.3 線性系統
2.3.1 線性性質與疊加積分
2.3.2 線性不變系統：傳遞函數
2.4 二維抽樣理論
2.4 .1 Whittaker-Shannon抽樣定理
2.4.2 過抽樣、欠抽樣與頻譜混淆
2.4.3 空間-頻寬積
2.5 離散傅立葉轉換
2.6 片投影定理
2.7 由傅立葉變換值的大小恢復相位
習題
第3章標量衍射理論基礎
3.1 歷史引言
3.2 從向量理論到標量理論
3.3 若干數學預備知識
3.3.1 亥姆霍茲方程式
3.3.2 格林定理
3.3.3 亥姆霍茲與基爾霍夫的積分定理
3.4 平面螢幕衍射的基爾霍夫公式
3.4.1 積分定理的應用
3.4.2 基爾霍夫邊界條件
3.4.3 菲涅耳-基爾霍夫衍射公式
3.5 瑞利-索末菲衍射公式
3.5.1 格林函數的別種選法
3.5.2 瑞利-索末菲繞射公式
3.5.3 邊界條件的複現
3.6 基爾霍夫理論與瑞利-索末菲理論的比較
3.7 惠更斯-菲涅耳原理的進一步討論
3.8 推廣到非單色波
3.9 邊界上的衍射
3.10 平面波的角譜
3.10.1 角譜及其物理解釋
3.10.2 角譜的傳播
3.10.3 衍射孔徑對於角譜的作用
3.10.4 傳播現象作為一個線性的空間濾波器
習題
第4章菲涅耳衍射與夫瑯禾費衍射
4.1 背景
4.1.1 波場的強度
4.1.2 直角座標系中的惠更斯-菲涅耳原理
4.2 菲涅耳近似
4.2.1 正相位還是負相位
4.2.2 菲涅耳近似的精度
4.2.3 二次相位指數函數的有限積分
4.2.4 菲涅耳近似和角譜
4.2.5 兩個共焦球面之間的菲涅耳繞射
4.2.6 菲涅耳繞射以光傳遞矩陣表示
4.3 夫瑯禾費近似
4.4 夫瑯禾費繞射圖樣舉例
4.4.1 矩形孔
4.4.2 圓孔
4.4.3 薄正弦振幅光柵
4.4. 4 薄正弦相位光柵
4.4.5 計算光柵的繞射效率的一般方法
4.5 菲涅耳繞射計算舉例
4.5.1 方孔的菲涅耳繞射
4.5.2 圓孔的菲涅耳繞射
4.5.3 正弦振幅光柵產生的菲涅耳衍射－塔爾博特像
4.6 波束光學
4.6.1 高斯光束
4.6.2 厄米-高斯光束
4.6.3 拉蓋爾-高斯光束
4.6.4 貝塞爾光束
習題
第5章計算衍射和計算傳播
5.1 計算衍射的幾種方法
5.2 對空間置限的二次相位指數函數的抽樣
5.3 卷積方法
5.3.1 頻寬和對抽樣的考慮
5.3.2 離散卷積公式
5.3.3 模擬結果
5.3. 4 以傅立葉變換作卷積
5.4 菲涅耳變換方法
5.4.1 抽樣增量
5.4.2 抽樣比Q
5.4.3 求所需的M、Q 和N
5.4.4 離散的繞射公式
5.4.5 M和N對NF的依賴關係的例子
5.4.6 使用菲涅耳變換方法的步驟小結
5.4.7 菲涅耳變換方法的計算複雜度
5.5 菲涅耳傳遞函數方法
5.5.1 抽樣考慮
5.5.2 對每個NF求N、M和G
5.5 .3 離散的繞射公式
5.5.4 M、N和Q對NF的依賴關係的例子
5.5.5 使用菲涅耳傳遞函數方法的步驟小結
5.5.6 菲涅耳傳遞函數方法的計算複雜性
5.6 精確的傳遞函數方法
5.6.1 在頻域中抽樣
5.6.2 在空域中抽樣
5.6.3 模擬結果
5.6.4 精確傳遞函數方法的計算複雜度
5.7 計算複雜性的比較
5.8 推廣到更複雜的孔徑
5.8.1一維情形
5.8.2 在(x, y) 座標系中可分離變數的二維孔徑
5.8.3 圓對稱孔徑
5.8.4 較一般的情形
5.9 結論
習題
第6章相干光學系統的波動光學分析
6.1 薄透鏡作為相位變換器
6.1.1 厚度函數
6.1.2 傍軸近似
6.1.3 相位變換及其物理意義
6.2 透鏡的傅立葉變換性質
6.2.1 輸入緊貼透鏡
6.2.2 輸入在透鏡之前
6.2.3輸入位於透鏡之後
6.2.4 光學傅立葉變換的一個例子
6.3 成像：單色光照明
6.3.1 正透鏡的脈衝響應
6.3.2 消去二次相位因子：透鏡定律
6.3.3 物與像之間的關係
6.4 複雜相干光學系統的分析
6.4.1 光線矩陣方法
6.4.2 用光線矩陣分析兩個光學系統
習題
第7章光學成像系統的頻譜分析
7.1 成像系統的一般分析
7.1.1 普遍模型
7.1.2 衍射對象的影響
7.1.3 多色光照明：相干情形與非相干情形
7.2 衍射置限相干成像系統的頻率響應
7.2.1 振幅傳遞函數
7.2.2 振幅傳遞函數的範例
7.3
