《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。 &!5S'J %
Wc
q UF"A
[attachment=124599] aaODj>
第1章光学测量的基础知识 q t!0 #z8
7$u}uv`j
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 TY6Q ;BTU
of k@.TmO
1.1.1基本概念 ny{Yr>:2
NhYc e>
1.1.2误差与测量不确定度 qTUyax
j !<(`
1.1.3基本构成 ^TF71u o
qmx4 hs8sh
1.1.4主要应用范围 ic(`E v
.>Fy ]Cqoh
1.1.5基本方法 S)$iHBx{
sw^4h`^'
1.1.6发展趋势 Yy 3g7!K5E
yhSbX4Q
1.2光学测量中的常用光源 lqoJ2JMy
TtKV 5
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 FLzC kzJ:6
`8sC>)lrwu
1.2.2热光源 2j
<Y>Y
/l&$B
1.2.3气体放电光源 sOUQ d-!"
oW
\k%Vj
1.2.4固体发光光源 >j$y@"+
-.=:@H}r
1.2.5激光光源 GLE/ 1
ev"f@y9Do
1.3光学测量中的常用光学器件 rCp'O\@S
bs9X4n5
1.3.1激光准直镜 6( 0ME$
JRYCM}C]
1.3.2分光镜 6I!B>V#U+
Z]\VOA>
1.3.3偏振分光镜 #M~ 6A^)
@zGz8IF
1.3.4波片 me@xl }
]u<8j r
1.3.5角锥棱镜 ( @&+?A"6`
,\U c/w R
1.3.6衍射光栅 /c:78@
1@S(v L3a
1.3.7调制器 tEF bL~n
O=;}VZ<9
1.3.8光隔离器 SW WeN#Q
k(23Zt]
1.4光学测量中的常用光电探测器 = Y`e?\#`
[wv;CUmgc
1.4.1常用光电探测器的分类 &cHA xker
i_<GSUTTr/
1.4.2光电探测器的主要特性参数 o<8SiVC2
3 =-XA2zJ
1.4.3常用光电探测器介绍 yYN _]& ag
& \>. j|
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 Pof]9qE-y
@h)Z8so
1.5.1光学测量系统中的噪声 uP NZ^lM
;*[ oi
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 &X&msEM
F*TkQ\y
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 p|9Eue3j2
$;VY`n
1.6.1概述 .hV B)@/
n>k 1 D
1.6.2机械调制法 w gU2q|
7+;CA+;
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 Bh
,GQHJ
'<-F3
习题与思考1 PSREQK@}E
!si}m~K!_
第2章光干涉测量 nv'YtmR
V<ExR@|}.%
2.1光干涉基础知识 EAZLo;
C2(VYw
2.1.1光的干涉条件 h;DLD8L
,0\P r
2.1.2干涉条纹的形状 k. <OO
Q nmv?YXS
2.1.3干涉条纹的对比度 NnTAKd8
A3 eus
2.1.4产生干涉的途径 W!B\ VB
":W$$w<
2.2波面干涉测量 CKy/gTN
\w@V7~ vA
2.2.1概述 =QS%D*.|D
#M@K i1
2.2.2泰曼格林干涉仪 0'zX6%
eJ+@<+vr;x
2.2.3移相干涉仪 Mem1X rBH
Y>J u$i
2.2.4共路干涉仪 ,%d?gi"&
Aq;WQyZ2
2.3激光干涉仪 RH~I/4e
R
q9(<' F
2.3.1迈克尔逊干涉仪 Ng|c13 A=
J. $U_k
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 @ XQItc<
,~*pP hQ8m
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 X[J ?
0 HPqoen$
2.4白光干涉仪 D]'/5]~z<
WY$c^av<
2.5外差式激光干涉仪 Jk} Dj0o
GZzBATx
2.5.1概述 QE4 TvnhK
wu~ ?P `
2.5.2双频激光干涉仪 <~ }NxY\5
(-%1z_@Y
2.5.3激光测振仪 OJT% ?P%@{
} e]tn)
2.6激光自混合干涉测量 H> Q
X?>j
|Sr
2.7绝对长度干涉计量 g27)$0& 0
pSdtA v
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 m8<.TCIQ
iyTKy+3A
2.7.2激光无导轨测量 FO{?Z%& ;
"U|u-ka8B
2.8激光干涉测量的重大应用举例
]/[$3rPwZ
c"oJ cp
2.8.1激光干涉测量引力波 Kr%w"$<
CZDWEM}
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 g=e~YM85
:=?od
0]W
习题与思考2 IiM=Z=2
d8J(~$tXQN
第3章激光准直与跟踪测量 g_;4@jwTP"
X86r`}
3.1概述 9w .ZXd
u[6aSqwC |
3.1.1激光准直测量基本原理 _g%,/y 9y
s[W hg!2~
3.1.2激光准直测量系统的组成 W%@0Y m `7
-0>s`r uor
3.2激光测量直线度原理 f0 "_ {\
^\g?uH6k U
3.2.1直线度测量概述 5
51p*
B2
NeR1}W
3.2.2激光测量直线度方法 @ y8)
"m"
( 9(NP_s
3.2.3直线度测量误差分析 "{x+ \Z\
1s-=zs
3.3激光同时测量多自由度误差 p9[gG\
n'8 3P%x
3.3.1滚转角测量 -cgMf\YF
( "wmc"qH
3.3.2四自由度误差同时测量 qlC4&82=Q
S z-TarTF
3.3.3五自由度误差同时测量 l *b0uF
?0?+~0sI
3.3.4六自由度误差同时测量 Zp+orc7
{w m P
3.3.5激光跟踪测量 Ww
=ksggpB
V-ONC
习题与思考3 wRu\9H}
^K 0oJg.E
第4章激光全息与散斑测量 i QvqifDmh
:'Tq5kE
4.1全息术及其基本原理 / mwsF]Y
[<.dOe7|
4.1.1全息术基本原理 LCMn 9I
eA-$TSWh
4.1.2全息图的类型 (r/))I9^
8gW$\
4.1.3全息设备基本构成 zU";\);
<G#Q f|&
4.2激光全息干涉测量 Id{Ix(O
Dv}VmC""
4.2.1单次曝光法 Rts.jm>[
>S@><[C
4.2.2二次曝光法 3XhLn/@
&/$3>MD2`
4.2.3时间平均法 &{S@v9~IT
WD|pG;Gq
4.3激光全息干涉测量的应用 u_.Ig|Va
6c*Q BzNL
4.3.1位移和形状检测 /J!~0~F
L RPdA "Z
4.3.2缺陷检测 r
TK)jxklX
smPZ%P}P+c
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 NW~`oc)NS
1 }_"2
4.4激光散斑干涉测量 8xx2+
F@1Eg
4.4.1散斑的概念 !-tVt
D
LT:8/&\
4.4.2散斑照相测量 Ur(< ]
+K48c,gt?
4.4.3散斑干涉测量 3-_`x9u*
|M|>/U 8
4.4.4电子散斑干涉 nBtKSNT#Q
g3c,x kaO
4.4.5时域散斑干涉 P]H4!}M
p5#UH
4.5散斑干涉测量的应用举例 \;0UP+
.F@ 2C
习题与思考4 )OZ
VujIKc#4
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 .`^wRpa2M
n8o(>?Kw
5.1激光衍射测量基本原理 ^"+Vx9H"{
G`z=qa j
5.1.1单缝衍射测量
\1?:
@|fT%Rwho<
5.1.2圆孔衍射测量 1(qL),F;
3u4P
[
5.2莫尔条纹测量 v|:TYpk u3
^@;P -0Sy
5.2.1莫尔条纹的形成原理 Z(BZG O<
?;DzWCL~9
5.2.2莫尔条纹的基本性质 ZQ[ s/
J"Nn.iVq
5.2.3莫尔条纹测试技术 oI x!?,1
d>Ky(wS
5.3衍射光栅干涉测量 !$#8Z".{v{
VTn6@z_ x
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 h%! ,|[|
]Mj N)%hT
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 $;j{?dvm.
}M &hcw<
5.4X射线衍射测量 s:^Xtox /
|qtZb}"|
5.4.1X射线衍射测量原理 _nec6=S6(
[~k!wipK
5.4.2X射线衍射测量材料应力 -!X\xA/KN
vzZ"TSP
习题与思考5 {#&j W
<4%PT2R
第6章机器视觉测量 r-5xo.J'
43N=O FU
6.1摄像机模型 s;xErH@RA
>H,PST
6.2图像处理技术 #z9@x}p5g
Cd7l+~ *Y
6.2.1图像滤波 j4E`O% @^
o.])5i_HV
6.2.2图像增强 PB!*&T'!
#w;%{C[D
6.3结构光视觉测量 ?]0b R]}y
La \|Bwx
6.3.1激光三角法的测量原理 i 8:^1rHp)
/ a$B8,
6.3.2结构光视觉测量系统 lA,*]Mr~
O:+?:aI@
6.3.3点结构光视觉测量原理 @O )1Hnm
rG{,8*
6.3.4线结构光视觉测量原理 !6eF8T
Pi=B\=gs
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 Z)G@ahO Q
=5#s B *
6.4双目立体视觉测量 o*xft6U
6<9gVh<=w
6.4.1数学模型 C^ Oy.s
R9InUX"k
6.4.2双目立体视觉的标定方法 YT)@&HaF
?xtP\~
6.5基于相位的视觉测量 H`NT `BE
Fd >epvR
6.5.1相移形貌测量 U 46Z~B
^zR*s |1Q
6.5.2立体相位偏折测量 :xsNn55b
nH|7XY 9"
6.6视觉测量的应用举例 A(wuRXnVWK
YfVZ59l4y6
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 W_h!Puj_
,5P
tB]8&3
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法
~ P!%i9e_
1I W P~G
习题与思考6 aaFt=7(K
?Z"<&tsZ
第7章激光测速与测距 <xr\1VjA
/xkF9
7.1多普勒效应与多普勒频移 zN,2
(v"
3Hkb )Wu
7.2激光多普勒测速 Mtq^6`JJ'
/U@Y2$TOF
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 GqD_6cdh
Io7o*::6iw
7.2.2激光多普勒测速技术 Y k
yB
SJ8|~,vL
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 X&cm)o%5Fe
'" J``=
7.3激光测距 ~3qt<"
}Z8DVTpX}
7.3.1脉冲激光测距 i3o;G"IcD
CG[04 y
7.3.2相位激光测距 %lS jC%Z'd
qruv^#_l
7.4激光测速和测距应用 Q ;$NDYV1
)H- y
7.4.1车载激光多普勒测速 Oq*=oz^~1
;BYv&(#u1q
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 Iz[wrtDI 1
B"2#}HM
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 5DnX8t+d
z9HUI5ns
习题与思考7 x 4;ndck%U
UGK,+FN
第8章光纤传感原理与技术 &E`=pe/e
D:Fi/JY~
8.1概述 )UA kg
, w0Io
8.1.1光纤传感的主要类型 8 J;\Z
qt4^e7 o
8.1.2光纤传感的主要特点 K)9+3(?
7q'T,'[
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 vJ0Zv>
n-
L~ e{Vv8UR
8.2.1光纤的基本结构 T/ TMi&:?.
FP9FE `x
8.2.2平板波导介质中的光波模式 n$y@a? al
Gc{s?rB_
8.2.3光在光纤中的传输规律 HR$; QHl~F
{=<m^
5b9
8.2.4光纤的传输特性 y rmi:=N(
SB =%(]S
8.3光纤传感 `nEe-w^9)I
^4[|&E:
8.3.1强度调制型光纤传感 U$^ $7g 3
_ e94
8.3.2相位调制型光纤传感 y(*#0fJrTV
R zN9pAe
8.3.3偏振调制型光纤传感 K#4Toc#=V
d2 (3 ,
8.3.4波长调制型光纤传感 v `7` '
*{s
3.=P.
8.3.5光纤分布式传感 DE" Y(;S
(?lKedA>2
习题与思考8 Vc$y ^|=
j|2s./!Qg
第9章激光雷达三维成像技术 J~k'b2(p3
q-TDg0
9.1激光雷达三维成像原理 gMUCVKGf
ZOY zCc(d
9.1.1激光雷达距离方程 $W0O
I"bz6t\~|
9.1.2信噪比 SRek:S,
o2W^!#]=
9.1.3可探测距离 40Hm+Ge
98Ly zF9
9.1.4横向成像参数 raCgctYVq
J `
K yS
9.2激光三维成像雷达技术 go
B'C
-mY,nMDb
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ;T*o
RS
k`h#.B J
9.2.2面阵成像激光雷达 Ji7<UJ30x
IHcR/\mz
9.2.3固态激光成像雷达 vx} W.6C}
nD\H$5>5
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 }b=Cv?Zg$m
#gSLFM{p
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 }B@44HdY
(fcJp)D
9.4激光三维成像雷达的应用 @23~)uiZa
OmLe+,7'
习题与思考9 HM qR%A
+~f=L- >
第10章光学探针测量 <P.'r,"[
G- eSHv
10.1微观表面形貌测量 MZ"|Jn
,v_NrX=f?
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 M3Oqto<8"
lGpc i
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 O#?@' 1
!Z<=PdI1Ys
10.2机械式探针测量 \@m^w"Ij
v:?l C<,
10.2.1机械式探针测量基本原理 D-4{9[
y7|
3]>Z
10.2.2机械式探针测量系统 '; ;X{a
QJ2D C
10.3光学焦点探测 r1/9BTPKdJ
+0g L!r
10.3.1强度式探测方法 ^]MLEr!S
h]pz12Yf
10.3.2差动探测方法 /X%+z5
y3OF+; E
10.3.3散光方法 SVBo0wvz-
< h%I-e6
10.3.4Foucault方法 Fs&r ^ [/b
n }/ 4em?
10.3.5斜光束方法 IR|#]en
Dvm[W),(k
10.3.6共焦方法 8p_6RvG
Ui .S)\B
10.3.7光学焦点探针的特点 sW@_' Lw
(nAL;:$x 2
10.4干涉型光学探针测量 1P?|.W_^1
?z&5g -/b
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 u(i=-PN_<
(D0\uld9
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 0 +F--E4
LB`{35b-
10.5扫描隧道显微镜 -ARks_\
xJ9aFpT C
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 p0h E`!
8QMib3p
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 )6(|A$~C+
&% m%b5
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 u9fJ:a
Z@} qL1
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 3~:9ZWQ/
sLUOs]cj
10.6原子力显微镜 O L 9( ~p
|-L7qZu%
10.6.1AFM的基本硬件组成 wf`A&P5tF
l=ZD&uK
10.6.2AFM的工作原理 ]kd:p*U6P
;8a9S0eS
10.6.3AFM的工作模式 zd/ kr
K&eT*JW>
10.6.4AFM在力学测量中的应用 8OiCldw:HN
O]' 2 <;
10.7扫描近场光学显微镜 EjMVlZC>
zl( o/n
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 'q?Y5@ s
-Aojk8tc
10.7.2光子扫描隧道显微镜 t
YxN^VqU
mm;s f
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 5 ?Pf #kq
FbRGfHL[
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 XJ5@/BW
CK1A$$gnz
10.8扫描探针显微镜 RLZfXXMn
05g %5vHF
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 7hTpjox2
ea]qX6)UZ
10.8.2PTB研制的大范围SPM I]hjv
` FOCX;
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 | 1zfXG,R
Tdm|=xI
习题与思考10 hz*T"HJ]t
QO^V@"N
参考文献 g9fYt&
[$; cjys
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