全书总结 · 从十章回到一条主线
先把光变成信息，再用信息重建光。
前八章建立正向模型：给定物体和系统，预测探测器看到什么；后两章转向逆问题：给定有限测量，反推出未知物体、波前或更大孔径。
统一视角
正问题与逆问题
已知复场 O
元件与传播
光学系统 H
预测强度 I
正向模型越准确，越能预先判断分辨率、对比度、衍射图样与系统误差。
十章压缩 · 每章只留一个问题
前一章提供语言，后一章把它变成工具。
如果某个概念模糊，可以从下面的问题直接回到对应章节；这也是复习时最短的导航。
- 01相位：又一新的维度光场怎样同时携带“多少”和“何时到达”？U=Aeⁱᵠ 把振幅与相位装进一个复数。
- 02空间频率与傅里叶变换图像里的快慢变化怎样分开看？傅里叶变换把位置结构展开为空间频率成分。
- 03透过率函数元件怎样改变经过它的光？复透过率同时调制振幅和相位。
- 04衍射模型光离开一个平面后会变成什么？传播可以写成卷积，也可以写成频谱乘法。
- 05干涉模型两束光什么时候显出条纹？相位差决定位置，相干性和偏振决定可见度。
- 06透镜的变换作用透镜为什么能聚焦并产生傅里叶面？二次相位与自由传播共同完成波前重排。
- 07衍射视角下的光学成像孔径怎样限制细节？PSF、OTF/MTF 是空间域与频域的同一件事。
- 084f 系统怎样直接编辑图像的空间频谱？傅里叶面掩模选择频率，第二片透镜重构复场。
- 09衍射的逆问题怎样设计输出，或从记录反推波前？DOE、全息和相位恢复把正向传播倒过来使用。
- 10叠层成像只有强度时，怎样让相位解变得唯一而稳定？重叠、多角度和多波长制造共享约束。
方法选择 · 从现象倒推工具
先问缺的是什么信息，再选择光学结构或算法。
同一个公式不能包办所有任务。选择场景，观察“测到了什么—缺什么—怎样补约束”的完整判断链。
观察
样品几乎不吸收，普通强度图对比很弱。
方法
使用相衬、数字全息或相位恢复，把相位差转换为可测强度。
建议回看：第 5、8、9、10 章
公式地图 · 不是背诵表
八个关系，串起从场到像、再从像回到场。
每条公式都对应一个物理动作。看到公式时，先说清楚输入、输出、测量量和成立条件。
复光场
U=Aeⁱᵠ
振幅与相位的统一表示
强度
I=|U|²
探测器通常丢失相位
傅里叶对
U(x) ↔ Ũ(ν)
位置与空间频率双重描述
线性系统
Uout=h＊Uin
卷积对应频谱相乘
干涉
I=I₁+I₂+2√I₁I₂ cosΔφ
把相位差变为强度
薄透镜
tL∝exp(−ik r²/2f)
二次相位调制
非相干成像
Iout=PSF＊Iobj
OTF 是 PSF 的傅里叶变换
相位恢复
min ‖|F{O}|−√I‖
测量一致性加物理先验
最后的能力检查
学完，不是记住答案，而是能提出正确的问题。
面对一个新光学系统，如果你能依次回答右边六问，就已经拥有继续学习计算光学、显微成像和光学信息处理的骨架。
- 场
输入是振幅、相位还是强度？
- 传播
选哪一种衍射或传递模型？
- 系统
孔径、透镜和掩模怎样改变频谱？
- 测量
探测器保留了什么、丢掉了什么？
- 反演
哪些先验或多样性能补回缺失信息？
- 验证
单位、采样、能量与极限情况是否一致？