《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。 yTiqG5r *`T&Dlt'8
[attachment=124599] G[j79o 第1章光学测量的基础知识 c\MDOD%9 \l5:A]J 1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ifZNl, p>3'77
V 1.1.1基本概念 3>v0W@C !H\GHA'DO] 1.1.2误差与测量不确定度 Y3>\;W*? Pc==]H( 1.1.3基本构成 0u2uYiE-l QPE.b-S 1.1.4主要应用范围 tC-KW~& uf]$@6) 1.1.5基本方法 ;tiUOixJ r0
C6Ww7u 1.1.6发展趋势 mkzk$_ mXj Ljgc} 1.2光学测量中的常用光源 :/%xK" ?ovGYzUZ 1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 4{t$M} ?N -$z " 74 1.2.2热光源 LfXr(2u Gi4dgMVei 1.2.3气体放电光源 dvF48,kr l?_!eA 1.2.4固体发光光源 @ibPL+~-_
WPKTX,k 1.2.5激光光源 u?Mu*r? de{YgN 1.3光学测量中的常用光学器件 pY#EXZ# 2_b'mepV 1.3.1激光准直镜 N==_'`O1Q0 qFbUM; 1.3.2分光镜 )uuEOF"w 8;&S9'ci 1.3.3偏振分光镜 G<6grd5PP pF+wHMhUe 1.3.4波片 UC/2&7? )'`AX\ 1.3.5角锥棱镜 C?|3\@7 Ltd?#HP 1.3.6衍射光栅 y@\Q@
9 166c\QO 1.3.7调制器 u;qMo `- \+Ln~\Sv 1.3.8光隔离器 ptni'W3 A=]F_ 1.4光学测量中的常用光电探测器 H<7DcwXv 8'WMspX 1.4.1常用光电探测器的分类 q)xl$*g ;Jn0e:x`E 1.4.2光电探测器的主要特性参数 4{WV @"Fp;Je\bN 1.4.3常用光电探测器介绍 _Ge^
-7 #_\MD,( 1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 |aAWWd5 G,|]a#w&v. 1.5.1光学测量系统中的噪声 ^H6d;n >fA@tUQB 1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 T_tDpq_| X+E\]X2 1.6光学测量中的常用调制方法与技术 GKujDx+h OK?3,<x 1.6.1概述 nf.:5I. Y\Qxdq 1.6.2机械调制法 Dq%r
! ) ^ lc}FN 1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 A~GtK\=; Q] yT 习题与思考1 lH@E % _Z66[T+M 第2章光干涉测量 !:O/|.+Vmf
UQ.D!q 2.1光干涉基础知识 QJIItx4hE *(&ClUQQ 2.1.1光的干涉条件 h?3,B0G q?-3^z%u 2.1.2干涉条纹的形状 K
l0tyeT E?gu(\an@ 2.1.3干涉条纹的对比度 FO(0D?PCR <r +!hJ[s' 2.1.4产生干涉的途径 '0_j{ig $,e?X}4 2.2波面干涉测量 QTjftcu _95}ifSVm 2.2.1概述 <[y$D=n x
!:9c< 2.2.2泰曼格林干涉仪 {~p7*j^0 lO2T/1iMTW 2.2.3移相干涉仪 lKV\1(` `zzKD2y 2.2.4共路干涉仪 h/X5w4 Q%n{*py 2.3激光干涉仪 =2nn "YVP v :+8U[x 2.3.1迈克尔逊干涉仪 #NN"(I xjK_zO*dLq 2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 2l)9Lz=;L ;N$ 0)2w 2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 \>Ga-gv6/ )zW%\s*' 2.4白光干涉仪 qF{DArc ,jbGM&.C 2.5外差式激光干涉仪 Q$fRi[/L .@i0U 2.5.1概述 G !1~i*P$u AvrL9D 2.5.2双频激光干涉仪
wTlK4R# 9QH9gdiw 2.5.3激光测振仪 gv#c~cX] pFsCd"zv 2.6激光自混合干涉测量 |k`f/* ~&DB!6* 2.7绝对长度干涉计量 XVrm3aj(m g=FDm* 2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 +HOCVqx <'}b*wUB 2.7.2激光无导轨测量 n^iNo ~_u*\]- 2.8激光干涉测量的重大应用举例 "?.'{,Q Z;GIlgK9 2.8.1激光干涉测量引力波 \LdmGv@& &o*s !u 2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 RIy5ww}3| t['k%c 习题与思考2 yV:EK{E axK6sIxx 第3章激光准直与跟踪测量 sK`~Csb
iB ~K~b`|1 3.1概述 *xE"8pN/ m]FaEQVoE 3.1.1激光准直测量基本原理 O{k89{ -?< Ww{ 3.1.2激光准直测量系统的组成 w4e%-Ln t&GA6ML#s 3.2激光测量直线度原理 PIZ
C;K4| K*R)V/B/l 3.2.1直线度测量概述 ]d@^i)2LF 0'?V|V=v 3.2.2激光测量直线度方法 #XTY7,@P E rop9T1 3.2.3直线度测量误差分析 P%zH>K cGgM8 3.3激光同时测量多自由度误差 {$EH@$./ _:35d1[ 3.3.1滚转角测量 =?/N5O( <y@,3DD3A9 3.3.2四自由度误差同时测量 j5L)N N\9}\Rk@ 3.3.3五自由度误差同时测量 q} ]'Q
- <eB<^ &nd 3.3.4六自由度误差同时测量 3@^MvoC ;i<$7MR.e 3.3.5激光跟踪测量 {S[I_\3 m7$8k@r 习题与思考3 _&8O~8tW 0:Ar|to$m 第4章激光全息与散斑测量 weNzYMf% J+Q+&-a 4.1全息术及其基本原理 M]}l^m>L 6!P`XTTE 4.1.1全息术基本原理 >qR7'Q wP 8g\wVKkTQp 4.1.2全息图的类型 OnZF6yfN=3 _i5mC,OffN 4.1.3全息设备基本构成 a%Uw;6|{ 7FAIew\r 4.2激光全息干涉测量 9|'
|BC Lp_$?MCD. 4.2.1单次曝光法 Ls&+XlrX8 G+0><,S 4.2.2二次曝光法 UQ/qBbn rkkU"l$v 4.2.3时间平均法 kr%2 w gX[|;IZ0o 4.3激光全息干涉测量的应用 ~@{w\%(AK] g3Z:{@m 4.3.1位移和形状检测 wZ#Rlv,3Wa #Mh{<gk%ax 4.3.2缺陷检测 Ab/j(xr= 1%%'6cWWu 4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 {jjSJIV1 0axxQ!Ivx 4.4激光散斑干涉测量 ^$!987" + :V rip 4.4.1散斑的概念 !BDUv( g& k58{e 4.4.2散斑照相测量 F*M|<E= F!JJ6d53y 4.4.3散斑干涉测量 jk$86ma! ['z!{Ez 4.4.4电子散斑干涉 ^(ScgoXva Z%m-HE:k 4.4.5时域散斑干涉 -_NC%iN#C "
Ya9~6 4.5散斑干涉测量的应用举例 h{k_6ym Ur^j$B} 习题与思考4 -T7xK/ 9}5K6aQ 第5章激光衍射和莫尔条纹测量 1~J5uB 4 ZPHXzi3j 5.1激光衍射测量基本原理 P-CB;\ I^D0<lHl~ 5.1.1单缝衍射测量 RsW9:*R BYi)j6" 5.1.2圆孔衍射测量 p~2UUmV 9XX>A* 5.2莫尔条纹测量 $+cAg> _tAQ=eBO 5.2.1莫尔条纹的形成原理
1S0pd-i HG%Z"d 5.2.2莫尔条纹的基本性质 +E/y ~s y:d{jG^ 5.2.3莫尔条纹测试技术 @m~RtC-Q fTqC:r|st 5.3衍射光栅干涉测量 _n"Ae?TP Q$ri=uB;+ 5.3.1衍射光栅干涉测量原理 jTb-;4N' {fV}gR2 5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 O oSb>Y/4 WZZ4]cC 5.4X射线衍射测量 dRI^@n BI2; ex 5.4.1X射线衍射测量原理 ]XeO0Y p@YB?#Im 5.4.2X射线衍射测量材料应力 15{Y9! 5\Fz! 习题与思考5 cCY/gEv
4f^C\i+q 第6章机器视觉测量 @]HXP_lyD/ 5,pSg 6.1摄像机模型 U47}QDh 8' K0L(3[ 6.2图像处理技术 3= -pG &\C [@_ 6.2.1图像滤波 xd-XWXc s%pfkoOY% 6.2.2图像增强 bU54-3Ox* Z5(enTy- 6.3结构光视觉测量 l4y{m#/ CO?Xt+1hR 6.3.1激光三角法的测量原理 2;`=P5V %7hB&[ 5 6.3.2结构光视觉测量系统 O
5Nb ?BA^YF 6.3.3点结构光视觉测量原理 a j\nrD1 vuQ%dDxI 6.3.4线结构光视觉测量原理 m~#%Q?_ % jJZgK$5+ 6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ]i*](UQ ww k
P F 6.4双目立体视觉测量 B>y9fI Cx_Q :6T 6.4.1数学模型 a4i:| !T,AdNa8 6.4.2双目立体视觉的标定方法 nqVZqX@oE w$Ot{i|$( 6.5基于相位的视觉测量 *i{Y 9f8 ra N)8w}- 6.5.1相移形貌测量 U-kVNBs 3jH \yXj 6.5.2立体相位偏折测量 eP.Vd7ky k>jbcSY(z< 6.6视觉测量的应用举例 \dQx+f&t L6Wt3U`l 6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统
!R-z% WKz>
!E% 6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 Zk8|K'oHx :!a2]-D} 习题与思考6 2lKV#9" YwY74w: 第7章激光测速与测距 ENF"c$R "1`Oh<={b 7.1多普勒效应与多普勒频移 1?* (+<1*5BEkT 7.2激光多普勒测速 qn1255fB 2Qp Hvsl_ 7.2.1激光多普勒测速的基本原理 ?Iyo9&1& G0O#/%% 7.2.2激光多普勒测速技术 +
b$=[nfG \#-W
< 7.2.3激光多普勒测速技术的进展 #GDe08rOw +Q=1AXe 7.3激光测距 $D
v\
e R" )bDy? 7.3.1脉冲激光测距 7@lS.w\#- G0u LmW70 7.3.2相位激光测距 Ofm%:}LV :1XtvH 7.4激光测速和测距应用 iRg7*MQu DrnJ;Hi" 7.4.1车载激光多普勒测速 mC?i}+4>4R N>(g?A;
Z+ 7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 5zFR7/p{ ZCKka0* 7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 wn_b[tdxq #P]#9Ty: 习题与思考7 XU/QA
[K 2aJS{[ 第8章光纤传感原理与技术 8]4U`\k4 ^Q*atU 8.1概述 L-B<nl +w@M~?> 8.1.1光纤传感的主要类型 lrfv+ qd8n2f 8.1.2光纤传感的主要特点 E*L iM5+I N]KxAttt 8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 Mu'8;9_6 `n$5+a+ 8.2.1光纤的基本结构 [,2|Flf
e it] E-^2> 8.2.2平板波导介质中的光波模式 fDG0BNLY d*)CT?d& 8.2.3光在光纤中的传输规律 xss`Y,5? ^rvx!?zO 8.2.4光纤的传输特性 +f*OliMD f2,jh}4 8.3光纤传感 K'K2X-E z]b>VpW: 8.3.1强度调制型光纤传感 #2r}?hP/m L\y;LSTU 8.3.2相位调制型光纤传感 Qne/g}PD` cZ)}LX 8.3.3偏振调制型光纤传感 %Y!Yvw^&P( )M__
t5L 8.3.4波长调制型光纤传感 ~ek$C bdGIF'p% 8.3.5光纤分布式传感 |9~GM j"AU z)x 习题与思考8 Q#nOJ(KV dt2$`X18 第9章激光雷达三维成像技术 y*D]Q`5cag x\Z'2?u} 9.1激光雷达三维成像原理 ('-JY hKzSgYxP=t 9.1.1激光雷达距离方程 `7/Y@}n H\XP\4#u 9.1.2信噪比 [HCAmnb keB&Bjd& 9.1.3可探测距离 TDd{.8qf KiJT!moB 9.1.4横向成像参数 oh$Q6G Ur*6Gi6 9.2激光三维成像雷达技术 =m5SK5vLKT u]vQ>Uu 9.2.1机械扫描激光成像雷达 X/N0LU(q X^WrccNX 9.2.2面阵成像激光雷达 0_CN/5F x' .:&z 9.2.3固态激光成像雷达 I4&::y^C >Wz;ySEz 9.2.4非机械扫描激光成像雷达 @:KJYm[ /="~gq@ 9.3激光雷达三维成像技术的新发展 A^p[52` ar:+;.n 9.4激光三维成像雷达的应用 n> ^[T[.S lkBdl#]9 习题与思考9 :]J Ye* }N*_KzPIa 第10章光学探针测量 H<^/Ati,| 1 5A*7| 10.1微观表面形貌测量 }!6\|;Qsz, D$T%\
P 10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 n_'s=] ~ NMA}Q$o
s 10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 YfRkwKjy( PG,_^QGCX 10.2机械式探针测量 cq$i e*L.U~ZR 10.2.1机械式探针测量基本原理 qbv#I; x:nKfY5 10.2.2机械式探针测量系统 =9j8cC5y QR>gt; 10.3光学焦点探测 p1vp8p yrR1[aT 10.3.1强度式探测方法 Q:5KZm[ [ l&[;rh 10.3.2差动探测方法 B9wPU1 vBog0KD);s 10.3.3散光方法 A\#iXOd &B|D;|7H 10.3.4Foucault方法 {c
(!;U e#E2>Bj; 10.3.5斜光束方法 ;INW`b~ O)"gS!, 10.3.6共焦方法 4n4?4BEn 2Y7)WPn 10.3.7光学焦点探针的特点 0pbtH8~ 4T=u`3pD7l 10.4干涉型光学探针测量 Op_RzZP` I}t#%/'YA 10.4.1相移干涉光学探针测量方法
7[.6axL ,~"$k[M 10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 LGl2$#x wR^ RM(1 10.5扫描隧道显微镜 SXy=<%ed ak;*W 10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 6qaulwV4t Jm42b4 10.5.2扫描隧道显微镜的功能 El@(mOu| ="g*\s?r 10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 YJo["Q kSDZZx 10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 xl#LrvxI Yc'kvj)_M 10.6原子力显微镜 rs~wv(' )4&cph'; 10.6.1AFM的基本硬件组成 Dre]AsgiV Iyyh!MVF 10.6.2AFM的工作原理 %wSj%>&-R `+uhy, 10.6.3AFM的工作模式 l'3pQ; X#e1KZ 10.6.4AFM在力学测量中的应用 ,JEFGI{ '60 L~`K 10.7扫描近场光学显微镜 _-#'j2 #cCL.p"] 10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 8:/e
GM <-u8~N@43W 10.7.2光子扫描隧道显微镜 %b"\bHH |0%+wB 10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 P<f5*L#HD E8~}PQW:I 10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 GO^_=EMR[ Zib)P & 10.8扫描探针显微镜 =hMY2D 1SR+m>pL 10.8.1NRC的大范围计量型AFM
EMfdBY5 o!!yd8~*r 10.8.2PTB研制的大范围SPM oD$J0{K6 x*Y@Q?`>5W 10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 7K5P8N
, yd?x=| 习题与思考10 yfC^x%d7G wV^V]c ?U 参考文献 zBe8,, e T"0,r$3:
|