随机介质中光的传播与成像PDF电子书下载

第一章 随机场的概念 1

1.1 基本定义 1

1.2 复随机场的空间协方差函数 4

1.3 均匀随机场的空间谱表示 9

1.4 局地均匀随机场 12

1.5 准均匀随机场 16

1.6 随机场的空-时谱表示 17

1.7 随机场的特征函数表示 21

参考文献 33

第二章 随机场衍射 34

2.1 基本方程 34

2.2 无限均匀介质中的随机波 35

2.3 平面波通过无限随机屏的衍射 40

2.3.1 基本方程 41

2.3.2 平面波通过随机相屏的传播 46

2.3.3 无限相屏外的振幅与相位起伏 48

2.3.4 通过无限相屏波的强度起伏 52

2.4 简单光学系统的随机衍射 55

2.4.1 随机波通过小孔衍射和Van Cittert-Zernike理论 55

2.4.2 随机波的聚焦 62

2.4.3 空间相干性在成像中的作用 63

参考文献 68

第三章 单次散射理论 69

3.1 微扰方法 69

3.2 散射场的平均强度 72

3.3 等效散射截面 84

3.4 散射场的空间相关和概率分布 89

3.5.1 含时协方差 94

3.5 时变不均匀介质散射 94

3.5.2 整体静止不均匀体的散射 95

3.5.3 整体运动不均匀体的散射 96

3.5.4 冻结 不均匀介质的散射 99

3.6 脉冲与调制信号的散射 101

3.7 电磁波散射 103

3.7.1 各向同性不均匀稳态介质中的散射 104

3.7.2 平均Poynting矢量 106

3.8 离散体散射 107

3.8.1 单粒子散射场 107

3.8.2 平均单次散射场 108

3.8.3 平均强度 110

3.8.4 平均Poynting矢量和等儿散射截面 112

参考文献 113

4.1 抛物方程近似 114

第四章 大尺度不均匀介质中标量波的传输 114

4.2 抛物方程近似下的能量守恒定律 122

4.3 微扰方法 125

4.4 微扰理论中的相位与振幅分布 134

4.5 马尔柯夫近似 137

4.5.1 平均场 138

4.5.2 互相关函数 143

4.5.3 四阶相干函数及强度直 149

4.6 马尔柯夫近似运用条件 154

参考文献 161

第五章 多次散射理论 162

5.1 平均场与协方差函数的Feynman技术与扰动理论 162

5.2 无限随机介质中点辐射源的平均场 175

5.3 辐射传输方程 187

参考文献 199

第六章 光波在大气介质中的传播 200

6.1 大气折射率统计特征 200

6.2 双点位相和对数振幅相关函数 205

6.3 等晕性 206

6.3.1 等晕条件 206

6.3.2 Fried常数ro 208

6.3.3 等晕角 208

6.4 大气闪烁 211

6.4.1 弱起伏大气闪烁 211

6.4.2 强起伏大气闪烁 214

6.5 孔径平滑Kolmogorov谱理论 228

6.5.1 弱起伏理论 229

6.5.2 强起伏理论 236

6.5.3 斜程孔径平滑因子 239

6.5.4 闪烁分布的孔径平滑 240

6.6 孔径平滑变形Andrews谱理论 242

6.6.1 变形Andrews谱 242

6.6.2 平面波孔径平滑因子 243

6.6.3 球面波孔径平滑因子 246

6.6.4 反射光闪烁孔径平滑效应 248

6.7 湍流介质中固体粒子的后向散射增强 252

6.7.1 后向散射增强绝对效应 252

6.7.2 面发射、散射与接收 266

6.7.3 从埋在湍流介质中的波阵面翻转镜上的反射 287

6.8 随机介质后向散射增强 293

6.8.1 再论多次散射 293

6.8.2 传输方程和后向散射增强 303

6.8.3 后向散射强度的角分布 307

6.8.4 漫射近似 309

6.9 相位间歇性 314

6.9.1 标量波波阵面位错理论 314

6.9.2 湍流大气中传输光波的相位间歇 324

6.9.3 湍流产生的相位间歇分布 338

参考文献 347

第七章 光波大气成像 352

7.1 成像基本方程 352

7.2 长曝光成像 353

7.2.1 物像关系 354

7.2.2 逆过程 356

7.3.1 图像能谱 359

7.3 短曝光成像 359

7.3.2 三阶相关理论 363

7.3.3 移动和叠加方法 365

7.4 湍流大气中二次成像 365

参考文献 369

第八章 光波在生物介质中的传播与成像 371

8.1 生物组织的光学特性 371

8.2 光子在生物介质中的迁移 375

8.2.1 传输理论 375

8.2.2 漫射理论 376

8.2.3 后向散射 396

8.2.4 厚组织的测量与数值近似 400

8.3 漫射光子密度波 404

8.4 偏振光在生物组织中的传播 406

参考文献 410