《光学测量原理、技术与应用》
《光学测量原理、技术与应用》以光学测量中光的特性为主线,以光学测量方法与技术为中心,全面介绍了光学测量涉及的基本理论、测量原理与方法、技术特点与典型应用等。全书共10章,第1章介绍光学测量的基本知识,第2~5章分别介绍光干涉测量、激光准直与跟踪测量、激光全息与散斑测量、激光衍射和莫尔条纹测量; 第6章介绍机器视觉测量; 第7章介绍激光测速与测距; 第8章介绍光纤传感原理与技术; 第9章介绍激光雷达三维成像技术; 第10章介绍光学探针测量。 o! kbK#k
=A83W/4
[attachment=124599] VHIOwzC
第1章光学测量的基础知识 B><d9d
qVH1 }9_
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 .y!<t}
1;Ou7T9w
1.1.1基本概念 tMf}
RBs-_o+ %
1.1.2误差与测量不确定度 Y^$X*U/q%U
{>hC~L?6
1.1.3基本构成 ;D FSzbF`
#h`
V>;
1.1.4主要应用范围 `p2+&&]S
&,{fw@#)_
1.1.5基本方法 8%A#`)fb
/|C*
1.1.6发展趋势 1Q<^8N)pf
Z2qW\E^_r
1.2光学测量中的常用光源 +BETF;0D
;f #v0W `5
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 ~*z% e*EL
C~2F9Pg
1.2.2热光源 Oo5w?+t
zv0l,-o
1.2.3气体放电光源 _>(^tCo
cW@Zd5&0S
1.2.4固体发光光源 6dabU*
[ q?<Qe
1.2.5激光光源 6jE |
6e9,PS
1.3光学测量中的常用光学器件
D~S <U
X' H[7 ^W
1.3.1激光准直镜 #`CA8!j!!
<D<4BnZ(
1.3.2分光镜 I*{4rDt
CZud&
<
1.3.3偏振分光镜 I&}L*Z?`
V58wU:li
1.3.4波片 U>=Z-
T
*W,]>v0%T
1.3.5角锥棱镜 %b&". mN
LlX {#R
1.3.6衍射光栅 _=_Px@<Q
~ zCEpU|@N
1.3.7调制器 %7zuQ \w
b6nsg|&#
1.3.8光隔离器 cv998*|X:
*scVJ
1.4光学测量中的常用光电探测器 Jj PKR?[>
>7lx=T
x
1.4.1常用光电探测器的分类 [I '0,y
*6sl
1.4.2光电探测器的主要特性参数 Cn'(<bl
QdT}wkX
1.4.3常用光电探测器介绍 =mS\i6 63
`Nz/O h7
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 0
HGM4[)=
hn5h\M?
1.5.1光学测量系统中的噪声 k;K)xb[w |
Sj]T
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 > 80;8\
ii[F]sR\
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 d"}k!
0m
xSktg]u Se
1.6.1概述 .a O,8M
Rp .Sj{<2
1.6.2机械调制法 mg^I=kpk
sD{Wxv
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 B:5Rr}eY+
aC$B2
习题与思考1 \|H!~) h$1
f,h J~
第2章光干涉测量 {G U&a
',Y.v"']4
2.1光干涉基础知识 |SoCRjuCPM
I8wX uIN_
2.1.1光的干涉条件 iq8Gr d L"
$@z5kwx:P
2.1.2干涉条纹的形状 l1T m`7}
Q\^O64ge D
2.1.3干涉条纹的对比度 13 =A
S{]x
2.1.4产生干涉的途径 ) U~=P f"
1n=lqn/
2.2波面干涉测量 8$")%_1]
C"6?bg5N
2.2.1概述 f%S Zg!+t
KC/=TSSXd.
2.2.2泰曼格林干涉仪 #*QO3y~ZM
(KFCs^x7wG
2.2.3移相干涉仪 GR&z,
't1 ax^-g
2.2.4共路干涉仪 f$+,HB
Bzkoo J
2.3激光干涉仪 ;T"zV{;7BR
?{/4b:ua
2.3.1迈克尔逊干涉仪 >pU$wq|i
Lx\ 8Z=
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 p2ogn}`
T ? $:'XJ
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 s %qF/70'
t z5e"+T z
2.4白光干涉仪 fmQ_P.c
q1z"-~i )E
2.5外差式激光干涉仪 k jg~n9#T
D ~stM
2.5.1概述 ;|p BFKx
@LS@cCC,a
2.5.2双频激光干涉仪 kw#;w=\>R{
Wl B
2.5.3激光测振仪 69 5V3R 7
[0(B>a3J
2.6激光自混合干涉测量 +
,%&e
z> XrU>}
2.7绝对长度干涉计量 Xn z3p"
o I=fx Sjd
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 [h^2Y&Au 5
OjFLPGRCh
2.7.2激光无导轨测量 z2MWN\?8
!B\R''J5
2.8激光干涉测量的重大应用举例 :e_V7t ) o
19HM])Zw\
2.8.1激光干涉测量引力波 2[Z,J %:0
)Hpa}FGT
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 7({]x*o*%
VXYK?Qc'
习题与思考2 ] QpWih00V
$K]m{
第3章激光准直与跟踪测量 Fgp]l2*
v:!Z=I}>
3.1概述 byLft 1
H=g`hF]`
3.1.1激光准直测量基本原理 M!/Cknm
jE}33"
3.1.2激光准直测量系统的组成 ;g @4|Ro
P,xKZ{(
3.2激光测量直线度原理 mzeY%A <0^
;LG#.~f
3.2.1直线度测量概述 /JHc! D
}\%Fi/6Z {
3.2.2激光测量直线度方法 O!P H&;H
`V`lo, "\
3.2.3直线度测量误差分析 jBgP$g
r ~/
3.3激光同时测量多自由度误差 Bk*F_>X"
Um KI1l
3.3.1滚转角测量 ^su<uG<R
> +JqA7K
3.3.2四自由度误差同时测量 n@ C[@?D
tKuVQH~D
3.3.3五自由度误差同时测量 }
ud0&Oe{
M-1ngI0H;
3.3.4六自由度误差同时测量 7s/u(~d)
YE|SK x@
3.3.5激光跟踪测量 >33=<~#n
[P&7i57
习题与思考3 1DE 1. 1
]L9s%]o
第4章激光全息与散斑测量
f4Xk,1Is
4k BaB
4.1全息术及其基本原理 te3}d'9&|
4)@mSSfn.
4.1.1全息术基本原理 U%<koD[,
%k;|\%B`
4.1.2全息图的类型 SZ,YS
4M
E dlTdn@A
4.1.3全息设备基本构成 N'^&\@)xiU
L1 cI`9
4.2激光全息干涉测量 +89*)pk
AS
=?@2 q
4.2.1单次曝光法 t .7?
NWM FtT
4.2.2二次曝光法 9aze>nxh.
Nv(9N-9r
4.2.3时间平均法 P*FMwrJj>r
)iY xt:(,
4.3激光全息干涉测量的应用 {u#;?u=|
~]nSSD)\
4.3.1位移和形状检测 CIb2J)qev
Dp) =0<$y
4.3.2缺陷检测 KwPOO{4]g
1JztFix
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 7UdM
Bj1? x
4.4激光散斑干涉测量 -'t)=YJ
?QFpv #4
4.4.1散斑的概念 G+X
Sf r
?d{Na= O\
4.4.2散斑照相测量 XCU7x i $d
2E}*v5b,
4.4.3散斑干涉测量 Zc
W:6po>
Urr@a/7
4.4.4电子散斑干涉 YVHm{A1b0
?u "
4@
4.4.5时域散斑干涉 6YGubH7%_
y CVI\y \B
4.5散斑干涉测量的应用举例 s' %R
LR".pH13
习题与思考4
|8My42yf
?zw|kl
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 ?~hHGf\^b6
@d
mV
5.1激光衍射测量基本原理 0w& 27wW
8, ? h~prc
5.1.1单缝衍射测量 @ycDCB(D}
Z
-W (l<
5.1.2圆孔衍射测量 inh=WUEW
eHn7 iuS8
5.2莫尔条纹测量 SqEgn}m$
M%2+ y5
5.2.1莫尔条纹的形成原理 CG Y]r.O*
uRZ ZxZ
5.2.2莫尔条纹的基本性质 $a
]_w.@
925|bX6I
5.2.3莫尔条纹测试技术 y5?RVlKJ
E4|jOz^j4\
5.3衍射光栅干涉测量 `(_s|-$
E\as@pqo\p
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 GP?M!C,/}k
=cm~vDl[
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 ST:A<Da"
wt!nMQ
5.4X射线衍射测量 !g5xq
zg Nc4B
5.4.1X射线衍射测量原理 ew#B [[
JtEo'As :[
5.4.2X射线衍射测量材料应力 9x>d[-#y:J
5,_u/5Y4
习题与思考5 `$,GzS (
Xejo_SV&?
第6章机器视觉测量 iOU6V
1FlX '[vh
6.1摄像机模型 bwD,YC
="Ho%*@6
6.2图像处理技术 1 *'HL#
X*/ho
6.2.1图像滤波 gtk7 )Uh
@k,z:~[C=
6.2.2图像增强 YG3J$_?y0
H`1{_
6.3结构光视觉测量 V@zg}C|e
^l9N48]| ?
6.3.1激光三角法的测量原理 _ba>19csq%
2 NC.Z;
6.3.2结构光视觉测量系统 C G0
M
g.BdlVB\
6.3.3点结构光视觉测量原理 cq}EZ@ .
[fAV5U
6.3.4线结构光视觉测量原理 -I8=T]_D
_ P0T)-X\(
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 L^}_~PO N5
AK'[c+2 [
6.4双目立体视觉测量 B8": 2HrW$
(gP)%
6.4.1数学模型 Y$Z x,
.E`\MtA
6.4.2双目立体视觉的标定方法 8K:y\ 1
NW] Lj >0Y
6.5基于相位的视觉测量 KN<S}3MN
7gf05Z'=
6.5.1相移形貌测量 7 HIeJ
hs^zTZ_
6.5.2立体相位偏折测量 >AVVEv18
&]`(v }`]
6.6视觉测量的应用举例 #M9~L[nF S
L
6 c 40
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 t{ xf:~B
rDm~h~u5
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 ojcA<60
'
>_[ 9t
习题与思考6 4!Fo$9
|iak z|])
第7章激光测速与测距 ]{3)^axW;
}AB, 8n`
7.1多普勒效应与多普勒频移 C 3^JAP
!% CWZZ 6u
7.2激光多普勒测速 VCV"S>aVf
7''??X
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 &XIt5<$~R
t<#TJ>Le
7.2.2激光多普勒测速技术 (?n=33}Ci
+ieY:H[
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 GWZ
}7ake
TrlZ9 ?3#D
7.3激光测距 @i 2E\}
a L} % 2
7.3.1脉冲激光测距 $Q &lSVQ
\hTm)-FP
7.3.2相位激光测距 *Fy2BZH%Q
00(on28b
7.4激光测速和测距应用 <^&ehy:7y
Bal$ +S
7.4.1车载激光多普勒测速 NP0\i1P>.?
J[l7di5
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 gZN8!#h}B
e%svrJ2
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 c/D+|X*
]^yFaTfS
习题与思考7 l{5IUuUi
&Y!-%{e
第8章光纤传感原理与技术 ,|3MG",@@h
F^WP <0C
8.1概述 &-;4.op
?^7t'`z k
8.1.1光纤传感的主要类型 K18}W*$
d
?:vv5 0
8.1.2光纤传感的主要特点 Z_ $%.
d(\%Os
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 Zq^At+8+
*1 uKr9
8.2.1光纤的基本结构 FtpK)9/4
h?AS{`.1
8.2.2平板波导介质中的光波模式 hpH r\g
?qP7Y nl
8.2.3光在光纤中的传输规律 p,
h9D_
x.]i }mt
8.2.4光纤的传输特性 )B
T
0]'7_vDs|
8.3光纤传感 /$i.0$L
v_BcTzQ0S
8.3.1强度调制型光纤传感 7r7YNn/?
aT{_0m$G10
8.3.2相位调制型光纤传感 ]s] vZ
-f3p U:G8
8.3.3偏振调制型光纤传感 pM+ AjPr
Tl%`P_J)-S
8.3.4波长调制型光纤传感 @'w"R/,n-@
B\=L3eL<D
8.3.5光纤分布式传感 Vp#JS3Y
_G[g;$ <
习题与思考8 o jafy}
sGi"rg#
第9章激光雷达三维成像技术 P60~ V"/P
];VA!++
9.1激光雷达三维成像原理 [glLre^
u7Y
WnD
9.1.1激光雷达距离方程 wVX[)E\J
<-> {
9.1.2信噪比 `[z<4"Os
ot,jp|N>f~
9.1.3可探测距离 ,KF 'TsFf
bk[U/9Z\
9.1.4横向成像参数 F5LuSy+v
$3W;=Id=+
9.2激光三维成像雷达技术 6o!!=}'E[
"An,Q82oHf
9.2.1机械扫描激光成像雷达 DjCqh-&L
i/65v
9.2.2面阵成像激光雷达 V3 9g,=`b%
FTH|9OP
9.2.3固态激光成像雷达 61,;Uc\T
dV*]f$wQ
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 #9B)Xx!g
qaqBOHI6G
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 rD D:7*z
LSm$dK
9.4激光三维成像雷达的应用 J & o |QG
0Be < X
习题与思考9 N"pc,Q\xU
*!4Z#Y
第10章光学探针测量 /vY(o1o
x
5Iy|BRU(%
10.1微观表面形貌测量 aB*Bz]5;E
P#E &|n7DT
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 jk"`Z< j~
~t@cO.c
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 xVf| G_5$
rR$h*
10.2机械式探针测量 \(J8# V
4ae`pAu
10.2.1机械式探针测量基本原理 ,oORW/0iS
KLU-DCb %
10.2.2机械式探针测量系统 3RiWZN
hv)x=e<
10.3光学焦点探测 @+;$jRwq
_U $<xVnP
10.3.1强度式探测方法 .0p0_f=
kJWn<5%ayg
10.3.2差动探测方法 x[4`fM.m*
IW)()*8;/
10.3.3散光方法 +y,T4^{
8a &:6Zuo
10.3.4Foucault方法 jL y
'UkxS b
10.3.5斜光束方法 A]y`7jJ
}Dp *}= ?E
10.3.6共焦方法 9lTv
".f ;+wH
10.3.7光学焦点探针的特点 *xc_k"\
E^Y#&skXp3
10.4干涉型光学探针测量 ,V'o4] H
*EI6dD"
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 VJ84?b{c
W
h-g+g#*
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 sD<a+Lw}x
3yANv?$a
10.5扫描隧道显微镜 #w;v0&p
XoXM ^*Vk
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 z _g ~
@)IjNplYkw
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 6. FY0. i
6~Oo Fm5
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 o-;E>N7t
YW-usvl&
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 W"724fwu&
agkA}O
10.6原子力显微镜 eD-#b|
w|3z;-#Q;
10.6.1AFM的基本硬件组成 QU# w%|
X"MB|N y
10.6.2AFM的工作原理 dCb`xR}
bAsYv*t%r
10.6.3AFM的工作模式 tv>>l%
832 v"k CD
10.6.4AFM在力学测量中的应用 ()`7L|(`;q
M=.:,wRm
10.7扫描近场光学显微镜 ]I-Z]m "
0,r}o
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 +nUy,S?43
I6~pV@h^=
10.7.2光子扫描隧道显微镜 oV)~@0B&0
N Ih:D bE
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 CPgC jtY
Z,`iO %W
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 EJ@?h(O
U0=]
10.8扫描探针显微镜
rL/H2[d
r/& sub"X
10.8.1NRC的大范围计量型AFM Ok>gh2e[c
AoY -\E
10.8.2PTB研制的大范围SPM Z 1zVw Ha_
R=.4
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 ?MXejEC
nv)2!mAh\
习题与思考10 t'9*R7 =
A01AlK_B
参考文献 ~+bv6qxg]\
?/TS i0 R
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