《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。 !EOQhh
ca(U!T68
[attachment=124599] 1"?]= j:
第1章光学测量的基础知识 xYI; V7
d ;^
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 bKMWWJf*'
mG2VZ>
1.1.1基本概念 wK ?@.l)u
?`"n3!>bS
1.1.2误差与测量不确定度 #{ $1z;i?f
J!hFN]M<<
1.1.3基本构成 537?9
=A @>I0(7
1.1.4主要应用范围 t<63 8`{kk
o@W_ai_
1.1.5基本方法 q8>t!rh<R
5qbq ,#Pf
1.1.6发展趋势 o5swH6Y.)J
X*F_<0RC1
1.2光学测量中的常用光源 W;zpt|kAH
S`m,S4-eD
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 l!?yu]Yon
>{5
p0
1.2.2热光源 6Ps.E
#y 1Bx,
1.2.3气体放电光源 7 Wl-n
B+] D5K
1.2.4固体发光光源 I [0!S IqY
$DebXxJw0l
1.2.5激光光源 _c2WqQ-05
a460 |w6
1.3光学测量中的常用光学器件 ~_>cM c
$dQIs:
1.3.1激光准直镜 <*(^{a. O
ST
Z]8cw
1.3.2分光镜 |=6_ xRyr
HYCuK48F[_
1.3.3偏振分光镜 @gY\;[#.
8(f:U@BS
1.3.4波片 6na^]t~ncm
'yY>as
1.3.5角锥棱镜 ""% A'TZ
v.&>Ih/L
1.3.6衍射光栅 epg#HNP7^Y
n~ .*1. P
1.3.7调制器 J?&l*_m;t
A"uU Lfnk
1.3.8光隔离器 "m$3)7 $
G2:%g(
1.4光学测量中的常用光电探测器 uw AwWgl
=*Z5!W'd
1.4.1常用光电探测器的分类 >C r\y
vLT0ETHg6
1.4.2光电探测器的主要特性参数 upy\gkpnGO
b2C`g]ibQ
1.4.3常用光电探测器介绍 By)u-)g9
% 0T+t.
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 F$ V/K&&W
i-"
p)2d=#
1.5.1光学测量系统中的噪声 7f{=w,
U
LWf qEL
-
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 _;
Y`
?6^|ZtB
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 CGbwmPx
c>:R3^\lwx
1.6.1概述 _S}A= hK'
=elp H^N
1.6.2机械调制法 XH}'w9VynR
em{ (4!W>
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 r^Zg-|gr
eE
GfM0
习题与思考1 n>>Qn&ym
%McE` 155
第2章光干涉测量 G\de2Q"d:O
Ho;X4lo[j
2.1光干涉基础知识 V[o`\|<
**3 z;58i
2.1.1光的干涉条件 c y yVg!+
@.Ic z
2.1.2干涉条纹的形状 Ej ".axjT
;!!n{l$r'
2.1.3干涉条纹的对比度 ~*A8+@ \R
$5D,sEC@
2.1.4产生干涉的途径 wMqX)}>
-h|B 1*mt
2.2波面干涉测量 jRSUp
E8
^ T"vX
2.2.1概述 C?Bl{4-P}*
w- wV3Q6X
2.2.2泰曼格林干涉仪 scLn=
9RN-suE[
2.2.3移相干涉仪 Od4E x;F
FC i U
2.2.4共路干涉仪 N , 8/Y
9l,a^@Y:
2.3激光干涉仪 3b' QLfU&#
aT>'.*\ ]
2.3.1迈克尔逊干涉仪 &0 >Loja`^
3RLF p\i"s
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 y{dTp
Q8!) !r%
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 0U%f)mG
])xx<5Jt4
2.4白光干涉仪 :8CvRO*<
I)A`)5="5
2.5外差式激光干涉仪 N(I&
^6_e=jIN
2.5.1概述 T!Hb{Cg*
8!Vl
2.5.2双频激光干涉仪 ^*P%=>zO
Ut 2y;2)a
2.5.3激光测振仪 G rUCZ<S
xx[9~z=d
2.6激光自混合干涉测量 yE}}c{hSn
GB$;n?
2.7绝对长度干涉计量 uV!^ ,,~
;\f gF @
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Vx~,Uex0+
]IoUwg pI)
2.7.2激光无导轨测量 su*'d:L
:x tXQza"-
2.8激光干涉测量的重大应用举例 g !rQ4#4
/YZr~|65
2.8.1激光干涉测量引力波 l
c+g &f
b )B?
F
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 o4|M0
R8ZK]5{o
习题与思考2 &YF^ j2
Ney/[3 A
第3章激光准直与跟踪测量 j'A_'g'^
vQ;Ex
3.1概述 9WyAb3d'
!\7!3$w'8,
3.1.1激光准直测量基本原理 |Y ?H A&
"wNJ
3.1.2激光准直测量系统的组成 3j\1S1
F oN|i"*l
3.2激光测量直线度原理 7 @D@ucL
$<}$DH_Y
3.2.1直线度测量概述 vEJWFoeEFm
wne,e's}
3.2.2激光测量直线度方法
OX\A|$GS
Yt;MV )
3.2.3直线度测量误差分析 Tf'hc]`vS
C{U?0!^
3.3激光同时测量多自由度误差 }H ^+A77v
# 1OOU
3.3.1滚转角测量 &litXIvT>
?l9XAW t\
3.3.2四自由度误差同时测量 4 o Fel.o
o]4*|ARPs
3.3.3五自由度误差同时测量 37s0e;aF
sB7#
~p A
3.3.4六自由度误差同时测量 .+$ Q <L
$g> IyT[
3.3.5激光跟踪测量 Sc;BCl {=|
.(K)?r-g5
习题与思考3 t'n pG}`tE
nLXlU*ES
第4章激光全息与散斑测量 KVc lhT<F
fp`;U_-&0
4.1全息术及其基本原理 k>;`FFQU>
F1*>y
4.1.1全息术基本原理 uXn1
'K<'2
r>>%2Z-P
4.1.2全息图的类型 eA2@Nkw~)
$a.JSXyxL
4.1.3全息设备基本构成 z&zP)>Pv
H\ F :95
4.2激光全息干涉测量 Cd#(X@n
O%X f!4 Z
4.2.1单次曝光法 +^6 0T$
ag [ZW
4.2.2二次曝光法 j eoz* Dz
9X}10u:
4.2.3时间平均法 ^aItoJq
&u$Q4
4.3激光全息干涉测量的应用 Q /U2^
.*OdqLz
4.3.1位移和形状检测 5_GYrR 2
=^M/{51j
4.3.2缺陷检测 XP!S$Q]D
/:m->
T
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 , qMzW a
+}Dw3;W}m
4.4激光散斑干涉测量 Y vaK0p0Z
R@1 xt@?
4.4.1散斑的概念 <FV1Wz
.s?L^Z^
4.4.2散斑照相测量 &* M!lxDN
T<n
4.4.3散斑干涉测量 X _q\S g
W!Gq.M
4.4.4电子散斑干涉 6AAz
}|h# \$w
4.4.5时域散斑干涉 9}rS(/@
}
X-bcQ@Oj
4.5散斑干涉测量的应用举例 YL!P0o13r
(nQ^
习题与思考4 KI"#f$2&
$0 W|26;
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 G30-^Tr
Ouk ^O}W6
5.1激光衍射测量基本原理 uy>q 7C
k
= >oO9`
5.1.1单缝衍射测量 *3+4[WT0]a
D}-/ c"':}
5.1.2圆孔衍射测量 !z\h| wU+
G<L;4nA)
5.2莫尔条纹测量 {5Q!Y&N.%
S,88*F(<^q
5.2.1莫尔条纹的形成原理 x+\`gK5
ju8> :y8
5.2.2莫尔条纹的基本性质 LQ@"Xe]5
hZm"t/aKc
5.2.3莫尔条纹测试技术 yl'u'-Zb6
cn3#R.G~
5.3衍射光栅干涉测量 "B M#4
/!0={G
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 &h}#HS>l
|Tv#4st
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 Sj3+l7S?
y'3rNa] G1
5.4X射线衍射测量 = }~hWL
#$.;'#u'so
5.4.1X射线衍射测量原理 D, k6$`
J"0`%'*/
5.4.2X射线衍射测量材料应力 z}.e]|b^H
dn& s *
习题与思考5 !Lu2
'lH|eU&-
第6章机器视觉测量 B`EJb71^Xy
u^&^UxCA
6.1摄像机模型 4j*
!hm] fh_j
6.2图像处理技术 [C Y9^N
hqD *z6aH
6.2.1图像滤波 @="Pn5<]C
ez7A4>/
6.2.2图像增强 |NlO7aQ>2H
:@ yEQ#nFp
6.3结构光视觉测量 ${DUCud,kY
(|2t#'m
6.3.1激光三角法的测量原理 ]>!K3kB
xH ]Ct~ md
6.3.2结构光视觉测量系统 R TYvS5 G
HVRZ[Y<^
6.3.3点结构光视觉测量原理 [DuttFX^x
jV i) Efy
6.3.4线结构光视觉测量原理 { $oj.V 4
YqscZ(L:y
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 _T60;ZI+^
)+#` CIv
6.4双目立体视觉测量 yNPVOp*
/l3V3 B7
6.4.1数学模型 ,CJ WO bn3
hDDn,uzpd
6.4.2双目立体视觉的标定方法 I^.Om])
/WcG{Wdp
6.5基于相位的视觉测量 6bg
;q(*7
~g91Pr
6.5.1相移形貌测量 YP oSRA L
#m xP w
6.5.2立体相位偏折测量 cZ,b?I"Q%
x>K Or,f
6.6视觉测量的应用举例 ROI7eU
KYm0@O>;
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 3Tcms/n
X0HZH?V+
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 b! t0w{^w
h4gXvPS&r
习题与思考6 :
$1?i)
G[ PtkPSJ
第7章激光测速与测距 @?s Rj&w
H*n-_{h"t
7.1多普勒效应与多普勒频移 = jN.1}
.^` {1%
7.2激光多普勒测速 T= DbBy0-
fgTg7 m
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 ~ah~cwmpS
LE Nq_@$
7.2.2激光多普勒测速技术 u[;\y |75
+fB5w?Rg
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 ; fTKf a
tAd%#: K
7.3激光测距 LVM%"sd?
Y(y kng
7.3.1脉冲激光测距 b#%hY{$j
mthA4sz
7.3.2相位激光测距 ;+R&}[9,A)
u {cW:
7.4激光测速和测距应用 5{WE~8$
gx/,)> E.
7.4.1车载激光多普勒测速 QE+g
j 8
`,(4]t lL
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 bSlF=jT[S
+.PxzL3 ?
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 n+9=1Oo"
NN{?z!
习题与思考7 /U*C\ xMm
df +l%9@
第8章光纤传感原理与技术 M]
%?>G
[85spub&}
8.1概述 8NJqV+jn)t
}"H,h)T
8.1.1光纤传感的主要类型 .hb:s,0mP
M<Ncb
8.1.2光纤传感的主要特点 a.\:T,cP>
wU36sCo
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 < NY^M!
p`dU2gV
8.2.1光纤的基本结构 SHxNr(wJ<Q
Mj3A5;#
8.2.2平板波导介质中的光波模式 EJ.SW5
2jItq2.>
8.2.3光在光纤中的传输规律 2zA4vZkbcw
p4rL}J m&
8.2.4光纤的传输特性 ^)S;xb9
M/'sl;
8.3光纤传感 B]wk+8SMY.
2wg5#i
8.3.1强度调制型光纤传感 W\,s:6iqz
Kk0g0C:"EO
8.3.2相位调制型光纤传感
x+:UN'"r
\)904W5R
8.3.3偏振调制型光纤传感 .G. 0WR/2
=ho}oL,ZO
8.3.4波长调制型光纤传感 [!uG1 GJ>
I*{ nP)^9
8.3.5光纤分布式传感 On:il$MU
8W(*~}ydYY
习题与思考8 t9` .bx8
[ ({nj`
第9章激光雷达三维成像技术
(N6 i4
g6
J1|\Q:-7p
9.1激光雷达三维成像原理 Lx1FpHo
(Z q/
9.1.1激光雷达距离方程 G6P?2@
.V/Rfq
9.1.2信噪比 x"=f+Mr
P6`u._mX
9.1.3可探测距离 bHYy }weZ
Yui3+}Ms
9.1.4横向成像参数 h bDXo :
iL&fgF"'
9.2激光三维成像雷达技术 O,
wJR
.t-4o<7 3
9.2.1机械扫描激光成像雷达 Oc#syfO
Tbih+# ?
9.2.2面阵成像激光雷达 $y &E(J
+F` S>U
9.2.3固态激光成像雷达 #aJ(m&
faX #**r
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 T^t#
c
DB|Y
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 ~9]hV7y5C
J y:Qlx`
9.4激光三维成像雷达的应用 YeL#jtC
o Q 2Fj j
习题与思考9 NjScc%@y
:yr+vcD?
第10章光学探针测量 =p O^7g
;>yxNGV`
10.1微观表面形貌测量 gIa+5\qYY
[C z-i
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 Egp/f |y
W=><)miQ@
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 !8d{q)JZ
.CABH,P o:
10.2机械式探针测量 ?k&Vy
,t?B+$E
10.2.1机械式探针测量基本原理 g`' !HGY
F=e8 IUr
10.2.2机械式探针测量系统 O!#g< `r{K
@/.;Xw]
10.3光学焦点探测 X bKYiy
xd?f2=dd~h
10.3.1强度式探测方法 _Xc8Yg }`
p!7FpxZY
10.3.2差动探测方法 OJuG~euy
Smn;(K
10.3.3散光方法 Uw. `7b> B
O7m(o:t x3
10.3.4Foucault方法 U0y% u
QL&Z jSN
10.3.5斜光束方法 -` kW&I0
^e _hLX\SW
10.3.6共焦方法 ThajH K|U
H9`)BbR
10.3.7光学焦点探针的特点 IqaT?+O\?r
N=5a54!/
10.4干涉型光学探针测量 ]?kZni8j_
e "4 ''/
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 qFCOUl
B$fP gW-
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 q]ku5A\y
p
Z|V
3
10.5扫描隧道显微镜 M#4p E_G
_LEK%
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 2ozax)GY
y| i,|
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 { M4gF8(M
} ( J }f)
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 r xvx
{tuYs:
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 .PIL
+x*]N
7Jyy z,!5
10.6原子力显微镜 +s, =lL
jUYWrYJ
10.6.1AFM的基本硬件组成 [2!w_Iw'
oi&VgnSk
10.6.2AFM的工作原理 DZ'P@f)]
Ha0M)0Anv
10.6.3AFM的工作模式 S}m)OmrmA
m<T%Rb4?@
10.6.4AFM在力学测量中的应用 i/;\7n
Db}j?ik/
10.7扫描近场光学显微镜 n`B:;2X,
17%,7P9pg
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 Pe_W;q.
by1<[$8r
10.7.2光子扫描隧道显微镜 shy-Gu&
urs,34h
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 p SH=%u>
K *vt;L
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 rK6l8)o
2+ N]PW\V
10.8扫描探针显微镜 b5dD/-Vj
hP%M?M KC
10.8.1NRC的大范围计量型AFM oQ/E}Zk@
(&Kk7< #`
10.8.2PTB研制的大范围SPM T?CdZc.
$P s| H N
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 }# RakV4
~|D Ut
习题与思考10 A7Cm5>Y _S
`iFmrC<
参考文献 \g&,@'uh
!OhC/f(GBZ
|