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第1章 概述1

1.1景深延拓的意义1

1.2景深延拓方法概述3

1.2.1波前编码4

1.2.2光学切趾术7

1.2.3数字图像合成法8

1.2.4球差法10

1.2.5液体透镜法11

1.2.6光剑光学元件12

参考文献12

第2章 衍射受限系统景深分析15

2.1几何光学景深分析15

2.1.1景深分析15

2.1.2景深和焦深的关系16

2.1.3显微镜景深16

2.2成像系统频谱分析16

2.3大景深成像系统传递函数分析18

2.3.1无像差系统的光学传递函数19

2.3.2离焦成像系统的光学传递函数20

参考文献25

第3章 二元相位板景深延拓技术26

3.1二元光学研究现状26

3.1.1二元相位元件的发展和应用现状26

3.1.2二元相位模板的研究现状27

3.2 “0/π”相位模板的波前调制原理28

3.3最优二元相位板的设计30

3.3.1最优算法30

3.3.2步幅为0.1的粗搜索32

3.3.3步幅为0.01的精搜索计算32

3.4模板相位误差分析36

3.4.1最佳半径处误差分析38

3.4.2连续物距变化量的最佳半径计算41

3.5相位模板对景深内成像的影响43

3.6基于二元相位板大景深成像系统设计44

3.6.1利用ZEMAX实现筒长无限显微镜的设计45

3.6.2前组物镜的设计47

3.6.3辅助物镜的设计50

3.6.4相位模板的设计53

3.7系统离焦成像特性及实验分析56

3.7.1 MTF、 PSF和点列图分析56

3.7.2实验结果对比分析63

3.7.3相位模板的相位误差引起的成像差异66

3.7.4景深分析68

3.8与其他方法的比较70

3.8.1球差法70

3.8.2对数非球面法73

参考文献73

第4章 液晶空间光调制器景深延拓技术78

4.1液晶空间光调制器的光电特性78

4.1.1液晶的分类78

4.1.2液晶的光电特性79

4.2空间光调制器相位调制原理81

4.2.1强度及相位调制原理81

4.2.2仿真分析83

4.3相位调制及标定86

4.3.1常用相位调制方法87

4.3.2干涉法相位测量原理90

4.3.3相位模型及求解方法90

4.3.4相位差求解96

4.4相位标定实验及结果分析98

4.5基于空间光调制器的大景深成像系统设计105

4.6成像实验及分析107

4.6.1成像试验107

4.6.2景深分析111

参考文献112

第5章 无衍射光景深延拓技术114

5.1无衍射光技术概述114

5.2轴锥镜的光学传输特性115

5.2.1轴锥镜透过函数115

5.2.2单色光下光学特性115

5.2.3准单色光照射轴锥镜的特性124

5.2.4白光照射轴锥镜的特性128

5.2.5轴锥镜在ZEMAX中的设计128

5.3无衍射光大景深成像系统设计129

5.3.1基本原理129

5.3.2成像系统设计130

5.4大景深成像技术理论分析137

5.4.1点扩散函数的分析137

5.4.2大景深成像系统的光学传递函数145

5.4.3分辨率与对比度148

5.4.4景深分析151

5.5图像复原方法154

5.5.1无衍射光成像系统图像的特性分析154

5.5.2 常用的图像复原方法157

5.5.3点扩散函数的估计160

5.5.4算法比较161

5.5.5多幅图像叠加法164

5.5.6图像复原质量的客观评价方法166

5.6成像实验及结果分析168

5.6.1大景深1：1成像系统的成像实验与结果分析168

5.6.2大景深显微系统的成像实验172

5.6.3大景深望远系统的成像实验174

参考文献175

第6章 无衍射光在几何量测量中的应用178

6.1无衍射光在测量中的应用现状178

6.2无衍射光的干涉分析179

6.2.1两束无衍射光干涉理论分析179

6.2.2仿真及实验结果182

6.3多自由度运动误差测量183

6.3.1测量原理184

6.3.2莫尔条纹与中心距的关系186

6.3.3莫尔条纹计数方法187

6.4大景深视觉检测188

6.4.1测量原理189

6.4.2成像系统设计190

参考文献196