《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。 #Ies
yNKZ
k3FpD=N
[attachment=124599] h1uD >heGl
第1章光学测量的基础知识 ^FZ7) T
D8I)3cXa'
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 D_MNF =7
`9yR,Xk=l
1.1.1基本概念 |}y6U< I
<0hJo=6a8
1.1.2误差与测量不确定度
%=O$@.%Zc
U~Ai'1?xz
1.1.3基本构成 1>1i i
T2$V5R yX
1.1.4主要应用范围 UIl^s8 /
l .wf= /
1.1.5基本方法 {=K u9\
^M Zdht
1.1.6发展趋势 @`X-=GCl
w'b|*_Q4Q
1.2光学测量中的常用光源 2r]!$ hto
VN1a\
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 V,@Y,
ecI[lB
1.2.2热光源 & _!g|-
;%R+]&J
1.2.3气体放电光源 [Bz'c1
u+RdC;_
1.2.4固体发光光源 7v~\c%1V
=k(~PB^>
1.2.5激光光源 s: .5 S
= +uUWJ&1G
1.3光学测量中的常用光学器件 .2jG~_W[
gl4|D
1.3.1激光准直镜 >iCkvQ
bh8IF,@a
1.3.2分光镜 QzQTE-SQ
=lf&mD
_/
1.3.3偏振分光镜 w]{NaNIeq1
7 vS]O$w<4
1.3.4波片 t :
=
1/bu}?a
1.3.5角锥棱镜 < p'~$vK
ly d[GfJ
1.3.6衍射光栅 ?6bk&"T?
@lau?@$ja
1.3.7调制器 ve #c z2Z
V^t5
Y+7
1.3.8光隔离器 U?6YY` A8
hr<E%J1k%
1.4光学测量中的常用光电探测器 #@m*yJg<
at/v.U |F
1.4.1常用光电探测器的分类 NAj1ORy4pX
1 D fB9n
1.4.2光电探测器的主要特性参数 ,T{(t@
m4@y58n=
1.4.3常用光电探测器介绍 dJ# .
m
27vLI~
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ><X!~by
,uD>.->
1.5.1光学测量系统中的噪声 fuQ|[tpvQG
.,K?(O4AY
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 =GQ?P*x|$
j~ G ^J
1.6光学测量中的常用调制方法与技术
&Z+a (
mmXLGLMd
1.6.1概述 C61KY7iyR
$ J #} 3;a
1.6.2机械调制法 .~ a)
gFvFd:"uZ
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 j\nnx8`7
rb nu:+!
习题与思考1 FeS6>/
N1Y*IkW"
第2章光干涉测量 W|T"'M _
S\Qh#y FT
2.1光干涉基础知识 /|y3M/;F
^sq3@*hCw
2.1.1光的干涉条件 VG'o y
&L-y1'i=j
2.1.2干涉条纹的形状 '?Q [.{<
Z{/C4" F
2.1.3干涉条纹的对比度 dCcV$BX,K
WjGv% ^?
2.1.4产生干涉的途径 0x0.[1mB
UJoWTx
2.2波面干涉测量 ~aH*ZA*f
Y ,?
2.2.1概述 0-g,C=L
)F<<M+q=
2.2.2泰曼格林干涉仪 amGQ!$]
%#
1,W%t \D
2.2.3移相干涉仪 u *z $ I
q o.~5
2.2.4共路干涉仪 L]#J?lE&
*ZGQ`#1.X6
2.3激光干涉仪 [kFX>G4
"twV3R
2.3.1迈克尔逊干涉仪 @P "q`*
oCSf$g8q
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 -z0,IYG }
< V"' j
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 5Zn3s()
Q=gVx S
2.4白光干涉仪 Px=/fO G
]-)qL[ Q
2.5外差式激光干涉仪 QE!cf@~n"
*NDLGdQqz
2.5.1概述 b_Ba0 h=
"S[VtuxPCU
2.5.2双频激光干涉仪 4cJ7.Pez
%dL|i2+*8
2.5.3激光测振仪 + 7E6U*
*D;B%j^;
2.6激光自混合干涉测量 *kL1r
w6
O(/K@e
2.7绝对长度干涉计量 6 ! g3Juh
ET _}x7
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 ?Dm! ;Z+7
K fWVz*DC!
2.7.2激光无导轨测量 ,i*^fpF`F"
Z#>k:v
2.8激光干涉测量的重大应用举例 &J"a` l2
X/i 8$yqv
2.8.1激光干涉测量引力波 6Om-[^
? b8NEVjw
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 X^9_'T9
i>,5b1x~
习题与思考2 w ^`n
66)@4 3V
第3章激光准直与跟踪测量 Os@ofnC
Q6%m}R
3.1概述 1Q?hskL
a +weBF#Z
3.1.1激光准直测量基本原理 aQFY Sl
g " C$B Fc
3.1.2激光准直测量系统的组成 4)'5;|pI
,=o q)Fm]
3.2激光测量直线度原理 \~y>aYy
]X?+]9Fr
3.2.1直线度测量概述 30< dEoF
b;m6m4i'f{
3.2.2激光测量直线度方法 0U`Ic_.
L?9Vz&8]
3.2.3直线度测量误差分析 O%c6 vp7
)\VUAD%~e7
3.3激光同时测量多自由度误差 ] vT
<,rjU*"
3.3.1滚转角测量 Ubn5tN
MK
!0Q(x
3.3.2四自由度误差同时测量 O IewG5O
Mh_jlgE'd#
3.3.3五自由度误差同时测量 8zVXQ!'
v S% +
3.3.4六自由度误差同时测量 *~ &W?i
T5-4Q
3.3.5激光跟踪测量 D;d;:WT5
79x^zqLb
习题与思考3 ' R=o ,=
qM1$?U
第4章激光全息与散斑测量 B[$KnQM9Y
oTx#e[8f{
4.1全息术及其基本原理 P9 %9/ B:-
e2B~j3- ?z
4.1.1全息术基本原理 jsez$m%vs
Vx0V6{JX
4.1.2全息图的类型 MQG $J!N
:K8T\
4.1.3全息设备基本构成 t 8M3V GN
o jIh;e
4.2激光全息干涉测量 cJ[n<hTv
UNY>Q 7
4.2.1单次曝光法 ^` dp!1.+
8u+ (+25
4.2.2二次曝光法 Y_)04dmr@[
Xq)'p8C?
4.2.3时间平均法 A>k+ 4|f
WMUw5h
4.3激光全息干涉测量的应用
dc5B#
R9#Z= f,
4.3.1位移和形状检测 }W| C IgF*
&12aI |u^<
4.3.2缺陷检测 HE( U0<9c
Hss{Sb(
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 vNtbb]')m
%pg*oX1VK6
4.4激光散斑干涉测量 2G'G4 5Q
^ WD [>E~
4.4.1散斑的概念 Y":hb;&
ZjI^0D8
4.4.2散斑照相测量 ]}5j X^j
GzR;`,_O/
4.4.3散斑干涉测量 9td(MZ%i~N
-nd6 h x
4.4.4电子散斑干涉 u?'X%'K*
ix$+NM<n
4.4.5时域散斑干涉 (wA|lK3
{u5)zVYC,U
4.5散斑干涉测量的应用举例 sY#K=5R
^~A r
习题与思考4 `o*eL Lk
]k KsGch
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 ' Uc| [l]
j`tUx#
h
5.1激光衍射测量基本原理 X G^
YWdlE7 y
5.1.1单缝衍射测量 hB^"GYZ
@ ?%"nK
5.1.2圆孔衍射测量 dm 2_Fj
?=T&| pp
5.2莫尔条纹测量 z1:au odI@
Z 'f y9
5.2.1莫尔条纹的形成原理 +V7 p?iEY
LvA IAknc
5.2.2莫尔条纹的基本性质 'x18F#g
(<<e Hf,@
5.2.3莫尔条纹测试技术 fcBS s\\C~
CRx:3u!:
5.3衍射光栅干涉测量 >H%8~ Oek
N C sUC
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 lA ,%'+-
oC?b]tzj
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 +0 a',`yc
{&4qknPd%
5.4X射线衍射测量 v
EX <9
8uu:e<PL v
5.4.1X射线衍射测量原理 !#?tA/t@
r94BEC 2
5.4.2X射线衍射测量材料应力 Y}[r`}={
I2 /wu(~>
习题与思考5 '1{~y3
[n^___7
第6章机器视觉测量 %8-S>'g'
5 QT9
6.1摄像机模型 md2kZ.5u
:kUH>O
6.2图像处理技术 LnL<W I*Pq
Ay_<?F+&
6.2.1图像滤波 +u
Lu.-N
[v& _MQ
6.2.2图像增强 pp-Ur?PM
ae<KUThm.
6.3结构光视觉测量 !XicX9n
N" 8o0>
6.3.1激光三角法的测量原理 C/w;g3
61KJ(
rSX3
6.3.2结构光视觉测量系统 ] x Kmz
I2Us!W>6-
6.3.3点结构光视觉测量原理 S%4 hv*_c
FStfGN
6.3.4线结构光视觉测量原理 ox*Ka]
W=b5{
6
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 urN& ."c
k^L (q\D
6.4双目立体视觉测量 V&>7i9lEz
&sllM
6.4.1数学模型 6SmSu\lgV
*?8Q:@:
6.4.2双目立体视觉的标定方法 V?gQ`( ,
#A/jGv^
6.5基于相位的视觉测量 X}Csl~W8in
O{4 m-;
6.5.1相移形貌测量 UFl*^j_)]
"K@os<
6.5.2立体相位偏折测量 q@\D5F%
>
U8c0C/
6.6视觉测量的应用举例 C +IXP
78Gv c~j
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 \i&yR]LF
uaGg 8
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 ALG
# )$|
<)}*S
习题与思考6 g &za/F
<O*q;&9
第7章激光测速与测距 khIh<-s!
=y4g. J\
7.1多普勒效应与多普勒频移 u cn aj|
k`&mHSk-
7.2激光多普勒测速 X3"V1@-i4$
igp4[Hj
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 15zL,yo
P aZ FM
7.2.2激光多普勒测速技术
s 9Xeh"
XJlun l)(K
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 %'>. R
?;*mSQA`J
7.3激光测距 vxwctJ&
S)~h|&A(
7.3.1脉冲激光测距 `)%e U~
e L(T
7.3.2相位激光测距 #e#8I7P
'*T7tl
7.4激光测速和测距应用 /0r2v/0
n8iN/Y<%U
7.4.1车载激光多普勒测速 W OwIJrP
5~sJ$5<,
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 1|gEY;Ru
f EpY3od
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 hA"N&v~
('gjf l
习题与思考7 ~@-Az([H
<1@_MY o
第8章光纤传感原理与技术 h? TE$&CL?
u'N'<(\k
8.1概述 2D-*Z=5^
:;JJvYIs
8.1.1光纤传感的主要类型 qH-dT,`"{
Bf7RW[ -v
8.1.2光纤传感的主要特点 B!Qdf8We
"ex?
#qD&
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 UdY9* k
-_2= NA?t
8.2.1光纤的基本结构 C!.6:Aj
P8TiB
8.2.2平板波导介质中的光波模式 wRuJein#
R
sujKh/
8.2.3光在光纤中的传输规律 F"bbU/5
O" z=+79q
8.2.4光纤的传输特性 I*24%z9
O aZ~
8.3光纤传感 v5 *SoUOF
*m BEF "
8.3.1强度调制型光纤传感 <:ZN
VE GUhI/d
8.3.2相位调制型光纤传感 H_$" ]iQ
^&,{
8.3.3偏振调制型光纤传感 oACE:h9U
7?kvrIuY&
8.3.4波长调制型光纤传感
@P~ u k
a|fyo# L
8.3.5光纤分布式传感 x
&\~4,TN
-m__ I U
习题与思考8 ? !
kup
6L*y$e"Qc
第9章激光雷达三维成像技术 5[ @4($q8
Mk^o*L{ H
9.1激光雷达三维成像原理 *M8 4Dry`y
H!xBFiOH$n
9.1.1激光雷达距离方程 ?n_Y _)9
=,(Ba'
9.1.2信噪比 +}:c+Z<
Ds-%\@p
9.1.3可探测距离 ah}aL7dgO
j Oe %_R
9.1.4横向成像参数 myXp]=Sb?
z~X] v["d
9.2激光三维成像雷达技术 SR\#>Qwx_
Y[pGaiN:
9.2.1机械扫描激光成像雷达 FS']3uJ /
?C4a,%
9.2.2面阵成像激光雷达 inhb> zB
.2u %;)S
9.2.3固态激光成像雷达 EG V@L#
:1A Ound
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 m6J Iq}CMb
45_ zO#
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 JM M\
i/WYj o
9.4激光三维成像雷达的应用 ?X eRL<n
)~WxNn3rx
习题与思考9 ?B[Z9Ef"8l
.kBAUkL:
第10章光学探针测量 ; xs?^N|
VGe/; &1 h
10.1微观表面形貌测量 b@,w/Uw[*
z[7U>q[E
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 fE M8/bhq
tFb49zbk
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 LtC kDnXk
6g<JPc
10.2机械式探针测量 :yw0-]/DD
y/Nvts2!C
10.2.1机械式探针测量基本原理 ;B
tRDKn
_~6 AUwM
10.2.2机械式探针测量系统 /Bb\jvk-E
mWO=(}Fb\
10.3光学焦点探测 lZb1kq% 9g
Yr[1-Oy/k
10.3.1强度式探测方法 rs! J<CRq
Kw 'A%7^e
10.3.2差动探测方法 WT !%FQ9
8 v&5)0u
10.3.3散光方法 zQ7SiRt7*
@a BZ|8
10.3.4Foucault方法 d<#Xqc
G;, 2cu
K
10.3.5斜光束方法 0;V2>!
G*Qk9bk9
10.3.6共焦方法 yzXwxi1#
qxE~Moht
10.3.7光学焦点探针的特点 O@Xl_QNxc!
*USZ2|i
10.4干涉型光学探针测量 ^2Op?J
CM7j ^t
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 ! a?o9<V
As78yfK
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 0*h\/!e
2,dG Rf
10.5扫描隧道显微镜 / I: d<A
a_FJ N zL
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 O4(
Z%YBe
Rqu ;;VI[
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 !sfUrUu
zYF'XB]4
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 #&&^5r-b-
q}(UC1 |
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 :0#!=
H@O YtPHGR
10.6原子力显微镜 :* @=px
\@gs8K#
10.6.1AFM的基本硬件组成 +-HaYB|p
}LQ&AIRN
10.6.2AFM的工作原理 < gJ|Wee
Y# C=ku
10.6.3AFM的工作模式 YAd.i@^
^d-`?zb
10.6.4AFM在力学测量中的应用 ?I7%@x!+S
qH"e:
wgL
10.7扫描近场光学显微镜 nqy\xK#.^
dht1I`i"B
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 KJJ8P`Kx
L,Uqt,
10.7.2光子扫描隧道显微镜 !d%OoRSU'
kXv
-B-wOj
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 C %y AMQ
P2 f~sx9
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 !!dNp5h`
wGAN"K:e
10.8扫描探针显微镜 [WC-EDO2lb
Ow mI*`
10.8.1NRC的大范围计量型AFM hDzKB))<w
Ca]vK'(
10.8.2PTB研制的大范围SPM + -`Q}~s+
rzY7f: '
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 a +,)rY9
A+NLo[swwu
习题与思考10 sR'rY[^/|
2"JIlS;J}7
参考文献 M
HlP)'
lbT z
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