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第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 生物医学光学重要历程 3

1.3 生物医学光学发展与前瞻 4

第二章 光学和光子学基本知识 7

2.1 绪论 7

2.2 几何光学的基本原理 10

2.3 光的干涉 31

2.4 光的衍射 44

第三章 生物系统发光 69

3.1 生物发光分类 69

3.2 荧光 70

3.3 发光生物发光 84

3.4 化学发光 85

3.5 生物超微弱发光 85

第四章 光与组织相互作用 92

4.1 组织光学 92

4.2 光在组织中的吸收 94

4.3 生物组织的光散射 98

4.4 光子传输理论模型 110

4.5 光与组织作用的生物学效应 124

第五章 组织光学性质 128

5.1 简介 128

5.2 组织光学性质测量的基本原则 128

5.3 积分球技术 130

5.4 Kubelka-Munk法和多流法 131

5.5 逆倍增法 132

5.6 组织的光学性质 133

5.7 总结 167

第六章 医学光谱技术 168

6.1 近红外光谱技术及应用 168

6.2 荧光光谱 173

6.3 拉曼光谱技术应用 178

6.4 细胞水平的共焦后向散射显微光谱 183

6.5 光谱成像的定义 187

第七章 生物成像原理和技术 198

7.1 生物成像：一种重要的生物医学方法 198

7.2 光学成像概述 199

7.3 生物和医用显微镜 201

7.4 透射显微术 212

7.5 倒置显微镜 216

7.6 暗场显微镜 217

7.7 相差显微镜 220

7.8 偏光显微镜 230

7.9 微分干涉相衬显微镜（DIC） 242

7.10 荧光显微镜 251

7.11 扫描近场光学显微镜 263

7.12 共聚焦显微镜 269

7.13 荧光共振能量转移（FRET）成像 282

7.14 荧光寿命成像显微术（FLIM） 289

第八章 光学相干层析成像术（OCT）原理 291

8.1 介绍 291

8.2 OCT系统中的共焦门和横向分辨率 294

8.3 弱相干干涉的轴向范围 296

8.4 傅里叶域光学低相干层析成像（Fourier-domain OCT，FD-OCT） 299

8.5 时域弱相干干涉仪（time domain OCT，TD-OCT） 310

8.6 OCT系统的灵敏度和动态范围 310

8.7 OCT技术进展和应用 314

第九章 光声成像 317

9.1 简介 317

9.2 组织中的光声 318

9.3 深度结构成像 321

9.4 扫描光声层析成像（Photoacoustic Tomography，PAT） 322

9.5 声透镜成像 325

9.6 计算机层析成像（computed tomography，CT） 325

9.7 光声成像方法的应用 337

9.8 光声成像的发展 344

第十章 远场超衍射极限成像 346

10.1 受激发射损耗（stimulated emission depletion，STED）显微术 347

10.2 超衍射极限的结构光照明显微镜（Structure light Illuminate Microscpy，SIM） 356

10.3 随机光重建显微镜（STORM） 364

主要参考文献 371