- Артикул:00-01043482
- Автор: Гудмен Дж.
- Тираж: 5000 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: МИР (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 528
- Формат: 60х88 1/16
- Год: 1988
- Вес: 792 г
Развернуть ▼
Книга известного американского ученого представляет собой учебную монографию, материал которой апробирован при чтении курса лекций по статистической оптике в ряде американских и европейских университетов. После введения в общую теорию вероятностей и случайных процессов в ней рассматриваются все основные вопросы статистической оптики: теория когерентности первого и высших порядков, влияние частичной когерентности в системах, формирующих изображение, влияние случайных неоднородных сред, теория фотоэлектрической регистрации света.
Для широкого круга оптиков, радиофизиков и специалистов, работающих в области квантовой электроники, голографии и обработки информации, а также для преподавателей, студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.
Оглавление
Предисловие редактора перевода
Предисловие
Глава 1. Введение
§ 1. Детерминированное и статистическое описание явлений
§ 2. Статистические явления в оптике
§ 3. Общий план книги
Глава 2. Случайные переменные
§ 1. Определения вероятности и случайных переменных
§ 2. Функция распределения и плотность распределения
§ 3. Совместное распределение двух и большего числа случайных переменных
§ 4. Статистические средние
A. Моменты случайных переменных
Б. Смешанные моменты случайных переменных
B. Характеристические функции
§ 5. Преобразования случайных переменных
A. Общее преобразование
Б. Монотонные функции
B. Преобразования многомерных распределений
§ 6. Суммы действительных случайных переменных
A. Два метода нахождения функции pz(z)
Б. Независимые случайные переменные
B. Центральная предельная теорема
§ 7. Гауссовские случайные переменные
А. Определения
Б. Особые свойства гауссовских случайных переменных
§ 8. Комплексные случайные переменные
А. Общие сведения
Б. Комплексные гауссовские случайные переменные
§ 9. Суммы случайных фазоров
A. Исходные предположения
Б. Вычисление средних значений, дисперсий и коэффициента корреляции
B. Распределение длины и фазы результирующего фазора
Г. Постоянный фазор и сумма случайных фазоров
Д. Большой постоянный фазор и малая сумма случайных фазоров
Задачи
Литература
Глава 3. Случайные процессы
§ 1. Определение и описание случайного процесса
§ 2. Стационарность и эргодичность
§ 3. Спектральный анализ случайных процессов
A. Спектральные плотности известных функций
Б. Спектральная плотность случайного процесса
B. Спектральные плотности энергии и мощности для линейно отфильтрованных случайных процессов
§ 4. Автокорреляционные функции и теорема Винера - Хинчина
§ 5. Взаимные корреляционные функции и взаимные спектральные плотности
§ 6. Гауссовский случайный процесс
A. Определение
Б. Линейно отфильтрованные гауссовские случайные процессы
B. Стационарность в широком смысле и строгая стационарность
Г. Моменты четвертого порядка
§ 7. Пуассоновский случайный процесс
A. Определения
Б. Вывод пуассоновского распределения из фундаментальных гипотез
B. Вывод пуассоновского распределения из распределения времен случайных событий
Г. Спектральные плотности энергии и мощности пуассоновских процессов
Д. Дважды стохастические пуассоновские процессы
Е. Линейно отфильтрованные пуассоновские процессы
§ 8. Случайные процессы на основе аналитических сигналов
A. Представление монохроматического сигнала в виде комплексного сигнала
Б. Представление немонохроматического сигнала в комплексной форме
B. Комплексные огибающие или зависящие от времени фазоры
Г. Аналитический сигнал как комплексный случайный процесс
§ 9. Комплексный гауссовский случайный процесс
§ 10. Разложение Карунена - Лоэва
Задачи
Литература
Глава 4. Некоторые статистические характеристики первого порядка световых волн
§ 1. Распространение световых волн
A. Монохроматический световой сигнал
Б. Немонохроматический световой сигнал
B. Узкополосный световой сигнал
§ 2. Поляризованное и неполяризованное тепловое излучение
А. Поляризованное тепловое излучение .
Б. Неполяризованное тепловое излучение
§ 3. Частично поляризованное тепловое излучение
А. Прохождение узкополосного светового сигнала через устройства, чувствительные к поляризации
Б. Матрица когерентности
В. Степень поляризации
Г. Статистические характеристики первого порядка мгновенной интенсивности
§ 4. Лазерное излучение
A. Одномодовое колебание
Б. Многомодовое лазерное излучение
B. Квазитепловое излучение, образующееся при прохождении лазерного света через движущийся рассеиватель
Задачи
Литература
Глава 5. Когерентность оптических волн
§ 1. Временная когерентность
A. Интерферометр Майкельсона
Б. Математическое описание эксперимента
B. Связь между интерферограммой и спектральной плотностью мощности светового пучка
Г. Фурье-спектроскопия
§ 2. Пространственная когерентность
A. Опыт Юнга
Б. Математическое описание опыта Юнга
B. Некоторые геометрические соображения
Г. Интерференция квазимонохроматического света
Д. Влияние конечных размеров отверстий
§ 3. Взаимная спектральная чистота
A. Спектр мощности суперпозиции двух световых пучков
Б. Взаимная спектральная чистота и приводимость
B. Лазерный свет, рассеиваемый движущимся рассеивателем
§ 4. Распространение взаимной когерентности
A. Решение, основанное на принципе Гюйгенса - Френеля
Б. Волновые уравнения, описывающие распространение взаимной когерентности
B. Распространение взаимной спектральной плотности
§ 5. Предельные формы функции взаимной когерентности
А. Когерентное поле
Б. Некогерентное поле
§ 6. Теорема Ван Циттерта - Цернике
A. Математический вывод
Б. Значение теоремы и следствия из нее
B. Пример
Г. Обобщенная теорема Ван Циттерта - Цернике
§ 7. Дифракция частично когерентного света на отверстии
A. Влияние тонкой структуры пропускания отверстия на взаимную интенсивность
Б. Распределение интенсивности в области наблюдения
B. Анализ полученных результатов
Задачи
Литература
Глава 6. Некоторые задачи, связанные с когерентностью высшего порядка
§ 1. Статистические свойства интегральной интенсивности теплового и квазитеплового излучения
A. Среднее значение и дисперсия интегральной интенсивности
Б. Приближенная форма плотности распределения интегральной интенсивности
B. Точное выражение для плотности распределения интегральной интенсивности
§ 2. Статистические свойства взаимной интенсивности при конечном времени измерения
A. Моменты действительной и мнимой частей функции J12 (T)
Б. Распределение модуля и фазы функции J12(T) при большом времени интегрирования и малых значениях u12
B. Статистические свойства модуля и фазы функции при большом отношении сигнала к шуму
§ 3. Классический анализ интерферометра интенсивностей
A. Амплитудный интерферометр и интерферометр интенсивностей
Б. Идеальный выходной сигнал интерферометра интенсивностей
B. «Классический», или «собственный», шум на выходе интерферометра
Задачи
Литература
Глава 7. Влияние частичной когерентности на системы, формирующие изображения
§ 1. Некоторые предварительные соображения
A. Влияние оказываемое на взаимную когерентность тонким пропускающим объектом
Б. Временные задержки, вносимые тонкой линзой
B. Соотношения между когерентностями в двух фокальных плоскостях
Г. Соотношения между когерентностями в плоскостях объекта и изображения для одиночной тонкой линзы
Д. Соотношение между взаимными интенсивностями в выходном зрачке и в плоскости изображения
§ 2. Методы вычисления интенсивности изображения
A. Интегрирование по источнику
Б. Представление источника с помощью функции взаимной интенсивности падающего света
B. Четырехмерный линейно-системный подход
Г. Некогерентный и когерентный пределы
§ 3. Примеры
А. Изображение двух близко расположенных точек
Б. Изображение синусоидального амплитудного объекта
§ 4. Формирование изображения как интерферометрический процесс
A. Система, формирующая изображение, как интерферометр
Б. Применение интерферометров для получения информации об изображении
B. Важное значение фазовой информации
Г. Восстановление фазы
§ 5. Спекл-эффекты при когерентном формировании изображения
А. Причины возникновения спекл-структуры и ее статистические характеристики первого порядка
Б. Когерентность, усредненная по ансамблю
Задачи
Литература
Глава 8. Формирование изображения при наличии случайных неоднородных сред
§ 1. Влияние тонких случайных экранов на качество изображения
A. Предположения и упрощения
Б. Усредненная оптическая передаточная функция
B. Усредненная функция размытия точки
§ 2. Случайные поглощающие экраны
А. Общие формы усредненных ОПФ и ФРТ
Б. Пример
§ 3. Случайные фазовые экраны
A. Общая формулировка
Б. Гауссовский случайный фазовый экран
B. Предельные формы усредненной ОПФ и усредненной ФРТ при большой дисперсии фазы
§ 4. Влияние протяженной случайной неоднородной среды на распространение волн
A. Обозначения и определения
Б. Атмосферная модель
B. Распространение электромагнитной волны в неоднородной атмосфере
Г. Логарифмически-нормальное распределение
§ 5. ОПФ при длительной экспозиции
А. ОПФ при длительной экспозиции, выраженная через волновую структурную функцию
Б. Вычисление волновой структурной функции в ближней зоне
§ 6. Обобщения теории
A. Обобщение на случай больших путей распространения. Фильтрующие функции для амплитуды и фазы
Б. Влияние плавных изменений структурной постоянной С2n
B. Атмосферный диаметр когерентности
Г. Структурная функция для сферической волны
§ 7. ОПФ при короткой экспозиции
А. Длительные и короткие экспозиции
Б. Вычисление усредненной ОПФ при короткой экспозиции
§ 8. Звездная спекл-интерферометрия
A. Принцип метода
Б. Эвристический анализ спекл-интерферометрии
B. Более полный анализ звездной спекл-интерферометрии
Г. Обобщения
§ 9. О степени общности теоретических результатов
Задачи
Литература
Глава 9. Фундаментальные пределы точности при фотоэлектрической регистрации света
§ 1. Полуклассическая теория фотоэлектрической регистрации
§ 2. Влияние стохастических флуктуаций классической интенсивности
A. Распределение числа фотоотсчетов в случае излучении хорошо стабилизированного одномодового лазера
Б. Распределение числа фотоотсчетов в случае поляризованного теплового излучения при времени наблюдения намного меньшем времени когерентности
B. Распределение числа фотоотсчетов в случае поляризованного теплового излучения и произвольного времен наблюдения
Г. Случай неполной поляризации
Д. Случай неполной пространственной когерентности
§ 3. Параметр вырождения
А. Флуктуации числа фотоотсчетов
Б. Параметр вырождения для излучения абсолютно черного тела
§ 4. Шум в амплитудном интерферометре при низких световых уровнях
A. Измерительная система и измеряемые величины
Б. Статистические свойства вектора числа фотоотсчетов
B. Дискретное преобразование Фурье как метод вычисления параметров
Г. Точность определения видности и фазы
§ 5. Шум в интерферометре интенсивностей при низких световых уровнях
A. Счетчиковый вариант интерферометра интенсивностей
Б. Среднее произведение флуктуаций числа фотоотсчетов и его связь с видностью интерферограммы
B. Отношение сигнала к шуму при измерении видности
§ 6. Шумовые ограничения в спекл-интерферометрии
A. Непрерывная модель процесса фоторегистрации
Б. Спектральная плотность регистрируемого изображения
B. Флуктуации вычисленной спектральной плотности интенсивности изображения
Г. Отношение сигнала к шуму для звездной спекл-интер ферометрии
Д. Обсуждение результатов
Задачи
Литература
Приложение А. Преобразование Фурье
А.1. Определения преобразований Фурье
А.2. Основные свойства фурье-образа
А.З. Таблица одномерных фурье-образов
А.4. Таблица двумерных фурье-образов
Приложение Б. Суммы случайных фазоров
Приложение В. Четвертый момент спектра регистрируемого спекл-изображения
Предметный указатель
Предметный указатель
Рекомендуем
