《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。 Fi`:G}
a&[n Vu+
[attachment=124599] p~b$+8#+
第1章光学测量的基础知识 \*N1i`99
[y:LA ~q
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 fI|1@e1
Q4PXC$ u
1.1.1基本概念 ] QEw\4M?=
&Xav$6+Z1J
1.1.2误差与测量不确定度 TGLXv P&
\
H:_`]X"
1.1.3基本构成 YH>n{o;-
?
S= 2,jPX2r
1.1.4主要应用范围 cjW]Nw
Pm_=
1.1.5基本方法 f,#xicSB*
E$wB bm
1.1.6发展趋势 ?xet:#R'
hMQ aT-v
1.2光学测量中的常用光源 l rzW H0Q
!jbjrzv9
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 fm* Hk57
9s)oC$\
1.2.2热光源 V_pBM
-*A'6%`
1.2.3气体放电光源 'zb7:[[7%
k
y98/6
1.2.4固体发光光源 7,zARWB!?
5ZVTI,4K
1.2.5激光光源 &g!/@*[Nhh
SMyg=B\x?7
1.3光学测量中的常用光学器件 {JgN^R<5<f
Kf4z*5Veqr
1.3.1激光准直镜 9 ?8`" v
UU;:x"4
1.3.2分光镜 EH ZSM5hu
%8Z,t+'
1.3.3偏振分光镜 v`&Z.9!Tz^
8(}sZ)6
1.3.4波片 +0 MKh
1 GdD
1.3.5角锥棱镜 N z;;X\GI
YYHm0pc
1.3.6衍射光栅 q1y4B`
&; \v_5N6
1.3.7调制器 <B`V
hgK=fHJ k
1.3.8光隔离器 Ub,u nU
lNb\^b
1.4光学测量中的常用光电探测器 3o>t ~ Sfi
^ne8~
;Q
1.4.1常用光电探测器的分类 x8 Sq+B Y
Kxn7sL$]=F
1.4.2光电探测器的主要特性参数 n lW&(cH
y`\Mhnj
1.4.3常用光电探测器介绍 )^TQedF
s /M~RB!w
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ^v-'=1ub?
&pm{7nH
1.5.1光学测量系统中的噪声 kg@h R}
~ \ f^L?m
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 w>u Z$/
w|C~ {
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 rLxX^[Fp3
+pvJ?"J
1.6.1概述 @3YuV=QfH
fP58$pwu
1.6.2机械调制法 {M/c!
d&` j 8O
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 NrcCUZ .:N
tHbPd.^
习题与思考1 AvZ) 1(
or}*tSKX
第2章光干涉测量 Z@!W? Ed
<q2nZI^
2.1光干涉基础知识 zF&UdS3
'qAfei']
2.1.1光的干涉条件 RFY!o<
^z^e*<{WEl
2.1.2干涉条纹的形状 "Q{~Bj~
`Xdxg\|
2.1.3干涉条纹的对比度 gqRTv_ ;
S7{.liHf
2.1.4产生干涉的途径 ;
,jLtl
y PYJ c
2.2波面干涉测量 mndl ~/
|SKG 4_wGe
2.2.1概述 3^> a TU<Z
"H<#91^|
2.2.2泰曼格林干涉仪 j#t8Krd] "
xY2_*#{.
2.2.3移相干涉仪 8? Wxd65)
ii
y3
2.2.4共路干涉仪 h6y4Ii
vUe
*
2.3激光干涉仪 <[:7#Yo
g
Cfo 8gX*
2.3.1迈克尔逊干涉仪 p''"E$B /(
ir:~*|
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 D"4&9"C U
2 BX GVo
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 u# WTh%/
T% 13 '
2.4白光干涉仪 ,G|aLBn
k_>Fw>Y
2.5外差式激光干涉仪 UvJuOh+
#0hNk%X=
2.5.1概述 -{U>}
Y)
;'QY<,p[e
2.5.2双频激光干涉仪 4z%#ZIy3
Q &7)vs
2.5.3激光测振仪 V!77YFen %
F] ? @X
2.6激光自混合干涉测量 _T|H69 J
uO@3vY',n
2.7绝对长度干涉计量 "lz[zFnO
b >= Wq
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Ldhk^/ +
30 [#%_* o
2.7.2激光无导轨测量 @D~+D@i$TW
N1N{O l'
2.8激光干涉测量的重大应用举例 OssR[$69
$@_t5?n``F
2.8.1激光干涉测量引力波 #3K,V8(
pq[X)]z|
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 %aH$Tb%`hc
g(1B W#$
习题与思考2 Va@6=U7c
ur<eew@8@i
第3章激光准直与跟踪测量 7e c0Xh1
=vr Y{5!>
3.1概述 6UW:l|}4#2
9#&W!f*qO|
3.1.1激光准直测量基本原理 jc&/}o$K
m
io1kDq<
3.1.2激光准直测量系统的组成 tpa^k
Yn4)Zhk k
3.2激光测量直线度原理 w=D%D8 r2
]A]Ft!`6 z
3.2.1直线度测量概述 P}hY {y'
vX WsF\g
3.2.2激光测量直线度方法 j&dx[4|m:h
UXwB$@8
3.2.3直线度测量误差分析 xaWGa1V'z
ZUXse1,
3.3激光同时测量多自由度误差 )
\-96 xd
Zj1ZU[BEcL
3.3.1滚转角测量 V~T`&
W(2+z5 z
3.3.2四自由度误差同时测量 F)/~p&H
]l=O%Ev
3.3.3五自由度误差同时测量 AhvvuN$n%
BbrT f"`
3.3.4六自由度误差同时测量 x2C/L
7|QGY7Tf
3.3.5激光跟踪测量 )X~Pr? 52?
$N;"}G z
习题与思考3 $ZI~ 8rI~
2cCWQ"_,
第4章激光全息与散斑测量 ADYx.8M|9i
S5~`T7Ra
4.1全息术及其基本原理 h
L]8e>a?
|66m` <
4.1.1全息术基本原理 [,O`MU
H\^VqNK"
4.1.2全息图的类型 yS[z2:!
~ HK1X
4.1.3全息设备基本构成 of8mwnZR
m[Z6VHn
4.2激光全息干涉测量 jHAWK9fa
`$S ^E !=
4.2.1单次曝光法 })@tA<+
\F 3C=M@:
4.2.2二次曝光法 P*pbwV#|
LthGZ|>
4.2.3时间平均法 ^ED"rMI
0iY P
4.3激光全息干涉测量的应用 [ njx7d
j]pohxn$5
4.3.1位移和形状检测 /61b y$E
Hqvc7 -c6
4.3.2缺陷检测 K b-W
tFx
7}Bj|]b) ~
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 1g1? zk8zO
su&t7rJ
4.4激光散斑干涉测量 42f prt
aH%ZetLNJ
4.4.1散斑的概念 #2 \8?UPd
0$tjNy e
4.4.2散斑照相测量 ?VB#GJ0M9
~<n(y-P^
4.4.3散斑干涉测量 /D0RC
<EtUnj:qK8
4.4.4电子散斑干涉 *4t-e0]j@w
;SgD 5Ln}
4.4.5时域散斑干涉 m }98bw
kI%peb?
4.5散斑干涉测量的应用举例 &i5:)d]L
a mqOxb
习题与思考4 OB~C} '^$
]}kI)34 /
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 =_[2n? 9y
BRb\V42i;
5.1激光衍射测量基本原理 mj@31YW
9`B0fv Q&
5.1.1单缝衍射测量 5G#$c'A{4
AYcgi
5.1.2圆孔衍射测量 Hle\ON
MM#i t= u
5.2莫尔条纹测量 wepwX y"
Bz+.Qa+
5.2.1莫尔条纹的形成原理 ahA{B1M)n
9RQU?
5.2.2莫尔条纹的基本性质 QBoFpxh=
<FUo n
5.2.3莫尔条纹测试技术 F.<L>
G7{1
0x@A~!MoP
5.3衍射光栅干涉测量 IU|kNBo
(S| a 9#
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 ;WD,x:>blO
(s s3A9tG
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 ;1 |x
x?
N.WABr;
5.4X射线衍射测量 /Pvk),c a
@RG DhwS47
5.4.1X射线衍射测量原理 hGI+:Js6
KY$k`f6?P
5.4.2X射线衍射测量材料应力 #{ $1z;i?f
*Yt B )6j
习题与思考5 CvK3H\.&;k
w2{g,A |
第6章机器视觉测量 $W& :(&
Fu7M0 X'p
6.1摄像机模型 '^iUx,,ZQ
E ] B7
6.2图像处理技术 SO;N~D1Z6
E1 |<Pt
6.2.1图像滤波 ]78!!G[`
/[ K_
&
6.2.2图像增强 v vq/
K]/ Od
6.3结构光视觉测量 +j{Y,t{4
0(y:$
6.3.1激光三角法的测量原理 +-BwQ{92[:
f+x ;:
6.3.2结构光视觉测量系统 2q PhLCe Z
E!J=8C.:
6.3.3点结构光视觉测量原理 M:|8]y@
$6h*l T<
6.3.4线结构光视觉测量原理 E]I$}>k
19c@ `?
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 D!F 2 l_
gEw d &J
6.4双目立体视觉测量 SV.z>p
WO X}Sw"
6.4.1数学模型 =']3(6*
`Ye8
Q5v"]
6.4.2双目立体视觉的标定方法 W .I\J<=V
]Gv!M?:
6.5基于相位的视觉测量 5o)Y$>T0
?9mkRd}c
6.5.1相移形貌测量 Ez+Z[*C
''H" ^oS
6.5.2立体相位偏折测量 mchJmZ{A
6C [E
6.6视觉测量的应用举例 O
o 8qyW
V'DA[{\*
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 Lrd[O v
DinPxtT?a
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 G[,Q95`w?<
4!.(|h@
习题与思考6 (JUZC P/ \
mr:CuqJ
第7章激光测速与测距 2;2}wM[
u92^(|
7.1多普勒效应与多普勒频移 VT%:zf
F$ V/K&&W
7.2激光多普勒测速 i-"
p)2d=#
!w39FfU{
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 LWf qEL
-
_;
Y`
7.2.2激光多普勒测速技术 O|kOI?f
aUU7{o_Z
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 lIRlMLuG
p-GAe,2q
7.3激光测距 5PT5#[
9X$ma/P[
7.3.1脉冲激光测距 -7
U| a/
Ztr Cv?
7.3.2相位激光测距 vy9 w$ls
k,yZ[n|`
7.4激光测速和测距应用 l{j~Q^U})
r|u MovnV
7.4.1车载激光多普勒测速 dG7OqA:9
"A$!,
PX6
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 ,Wbwg
T .FI'wy
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 ar9]"s+'
Jg}K.1Hs
习题与思考7 @Fp_^5
(xHf4[[u
第8章光纤传感原理与技术 o1cErI&q"
:a
->0 l
8.1概述 ?i I4x%y
F8:vDv
8.1.1光纤传感的主要类型 ?W^c4NtP
hCjR&ZA
8.1.2光纤传感的主要特点 l*\y
,I 1 R V
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 #9-P%%kQ
C C BfK p
8.2.1光纤的基本结构 ? T9(Vw
N , 8/Y
8.2.2平板波导介质中的光波模式 9l,a^@Y:
$6OkIP.
8.2.3光在光纤中的传输规律 n!p<A .O7@
VCXJwVb
8.2.4光纤的传输特性 7(5xL T$
6KpHnSW
8.3光纤传感 a,2'+Tlo
![]`` g2
8.3.1强度调制型光纤传感 4RSHZAJg
vVE2m=!v
8.3.2相位调制型光纤传感 Tq]Sn]CSP
TT =b79k
8.3.3偏振调制型光纤传感 t2,A@2DU 2
3;S, 3
8.3.4波长调制型光纤传感 uwz)($~bp
.pvi!NnL-
8.3.5光纤分布式传感 Ut 2y;2)a
q#< ^ ^4U
习题与思考8 5R(/Uiv 3F
ZovW0 Q)m
第9章激光雷达三维成像技术 GB$;n?
uV!^ ,,~
9.1激光雷达三维成像原理 ;\f gF @
Vx~,Uex0+
9.1.1激光雷达距离方程 1P~X8=9h
su*'d:L
9.1.2信噪比 UK<Nj<-'t
Zos P(Td q
9.1.3可探测距离 G 6T_O
l
c+g &f
9.1.4横向成像参数 b )B?
F
o4|M0
9.2激光三维成像雷达技术 R8ZK]5{o
&YF^ j2
9.2.1机械扫描激光成像雷达 XUz3*rfs
3AU;>D ^5
9.2.2面阵成像激光雷达 _lamn }(x0
~`aa5;Ab_
9.2.3固态激光成像雷达 L*YynF
Vh_P/C+
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 z6*X%6,8
Wf|Q$MHos
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 WA+iYLx@H
0*f)=Q'
9.4激光三维成像雷达的应用 *MKO
I'
Qk:Y2mL
习题与思考9 o,_? ^'@
e
9;~P}
第10章光学探针测量 "N`[r iq{
MF5 [lK9e
10.1微观表面形貌测量 ML|FQ
%J+ E/
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 H{Wu]C<@p
>CHrg]9
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 sS*3=Yh
Dfmjw
10.2机械式探针测量 nAv#?1cjz
\W~ N
10.2.1机械式探针测量基本原理 Z&1\{PG3*
Zy`m!]G]80
10.2.2机械式探针测量系统 <3LbN FP
pH9VTM.*
10.3光学焦点探测 EV] 1ml k$
4h|c<-`>t
10.3.1强度式探测方法 {*G9|#[/@
X
$jWo@
10.3.2差动探测方法 nT7%j{e=L
p M4 :#%V
10.3.3散光方法 0XE4<U
Te"ioU?.
10.3.4Foucault方法 p{r}?a
v[1aW v:
10.3.5斜光束方法 "~sW"n(F_
Cd#(X@n
10.3.6共焦方法 zdB^S%cztS
!fE`4< |?
10.3.7光学焦点探针的特点 j eoz* Dz
9X}10u:
10.4干涉型光学探针测量 ^aItoJq
&u$Q4
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 j#!IuH\]
c"f-3kFv
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 "L IF.)
rV ` #[d
10.5扫描隧道显微镜 DX#Nf""Pw
Ag-(5:
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 (KjoSN(
K
n<LEler#M
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 Cio
1E-4
V5+=e^pa2
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 R0KPZv-
\V;F/Zy(
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 L>jY.d2w=K
K @
I 9^b
10.6原子力显微镜 b/+u4'"
f\|w '
10.6.1AFM的基本硬件组成 o_izl \
R`NYEptJ
10.6.2AFM的工作原理 f z'@_4hg
Z F!h<h&,
10.6.3AFM的工作模式 0"jY.*_EW
>^u2cAi3[
10.6.4AFM在力学测量中的应用 y6(Z`lx
zfJT,h-{
10.7扫描近场光学显微镜 8I =2lK
S|Q@:r"
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 rDd oOb]B
T$8)u'-pa
10.7.2光子扫描隧道显微镜 w'>p Y
=Qy<GeY
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 m+ =] m_
C7]f*TSC4
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 <$D`Z-6
tH!]Z4} u
10.8扫描探针显微镜 2=*H 8'k
1 KU!
tL
10.8.1NRC的大范围计量型AFM u+9hL4
)HEa<P^kJl
10.8.2PTB研制的大范围SPM 5?f ^Rz
^
gd aa>L
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 jk;j2YNPw
&h}#HS>l
习题与思考10 /T"+KU*
ld[I}88$
参考文献 xVw9 v6@`h
= }~hWL
|