《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。 sZ?mP ;Q
1He{v#
[attachment=124599] ~n}k\s~|4
第1章光学测量的基础知识 I5h[%T
NAPX_B,6
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ItVugI(^ C
n<B<93f/
1.1.1基本概念 fb da
`yF`x8
1.1.2误差与测量不确定度 ; O< 9|?
qF iLh9=D
1.1.3基本构成 xooY' El*#
e$Y[Z {T5
1.1.4主要应用范围 sKyPosnP
,C {*s$
1.1.5基本方法 %7g:} O$
>c- fI$]
1.1.6发展趋势 l]<L [Y,E-
l1]p'Liuu
1.2光学测量中的常用光源 Dz./w
5Zw1y@k(
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 /.M+fr S
7OW bAu;
1.2.2热光源 qaim6 a
^*~;k|;&
1.2.3气体放电光源 ]59i>
ps$7bN C
1.2.4固体发光光源 <5=JE*s$NS
jp' K%P
1.2.5激光光源 *._|- L
8>/Q1(q0
1.3光学测量中的常用光学器件 M/Pme&%
7w;O}a xI
1.3.1激光准直镜 lcV<MDS
D#S\!>m
1.3.2分光镜 flgRpXt
dz>;<&2Z
1.3.3偏振分光镜 0q\7C[R_
1c+]gI e
1.3.4波片 !A1) |/ a@
7*DMVok:
1.3.5角锥棱镜 Q!,<@b)
A[WV'!A,
1.3.6衍射光栅 t:LcNlN|
f .GETw
1.3.7调制器 L!_ZY
q %A?V _
1.3.8光隔离器 v +"rZ
,&U4a1%i#c
1.4光学测量中的常用光电探测器 $(Ugtimdv
i* R,QN)
1.4.1常用光电探测器的分类 1+`l7'F
4lKVY<
1.4.2光电探测器的主要特性参数 -yDs<
Xl
t?nX=i*~]
1.4.3常用光电探测器介绍 N)% ;jh:T
NrDi
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 6a}"6d/sTL
x ]5@>5
1.5.1光学测量系统中的噪声
wiX ~D
I|$
RJkD
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 '2 zL.:~
~](fFa{
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 -)!> M>=s
V E2tq k%
1.6.1概述 (yo;NKq,@
2fIRlrA$
1.6.2机械调制法 ~8 `:7m?
bU 63X={
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 +D #Z n!P
>*twTlb{
习题与思考1 8
6QE /M
f^e6<5gdf
第2章光干涉测量 "x' ),
/\mKY%kyh
2.1光干涉基础知识 c':ezEaC
BcA31%
2.1.1光的干涉条件 K7I&sS^x
!e#xx]v3
2.1.2干涉条纹的形状 ?B.~ AUN
x}$e}8|8YL
2.1.3干涉条纹的对比度 o-7>eE}+
h06ku2Q
2.1.4产生干涉的途径 (UNtRz'=;
>95TvJ
2.2波面干涉测量 2}}?'PwwT
1-I
Swd'u
2.2.1概述 4"\ yf
T)7TyE|"2g
2.2.2泰曼格林干涉仪 V%HS\< $h
151tXSzLT
2.2.3移相干涉仪 ZA#y)z8!E
09M;}4ev&7
2.2.4共路干涉仪 ,gnQa
ydWtvFu S
2.3激光干涉仪 i`% .
`29TY&p+"
2.3.1迈克尔逊干涉仪 &;H{cv`
g ( 0;[#@
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 ")s!L"x
_8K%`6!"Z
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 UkR3}{i
;Hm'6TR!
2.4白光干涉仪 #:3r4J%+~
go)p%}s
2.5外差式激光干涉仪 fUa g1 d
>', y
2.5.1概述 E(+T*
VmQh$&h
2.5.2双频激光干涉仪 Q 882B1H
{j(4m
2.5.3激光测振仪 Ri :p8
PB~_I=
2.6激光自混合干涉测量 %/0gWG
b 5ie <s
2.7绝对长度干涉计量 "2n;3ByR
uc g$Ed
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 &B-[oqC?
G=M] 8+ h
2.7.2激光无导轨测量 $CtCOwKZ
_=`x])mM
2.8激光干涉测量的重大应用举例 R J J1
4sY[az
2.8.1激光干涉测量引力波 K, (65>86;
xi {|
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 f==*"?6 \
oo'w-\2]p
习题与思考2 MUof=EJg>u
5ouQQ)vA
第3章激光准直与跟踪测量 5]"BRn1*
9\51Z:>
3.1概述 QJ4AL3
^6
^E@@ YV
3.1.1激光准直测量基本原理 p?myuNd[
oXc/#{NC
3.1.2激光准直测量系统的组成 cqQRU
IlHY%8F{
3.2激光测量直线度原理 rnvQ<671W
vnsSy 33K
3.2.1直线度测量概述 O Aok
g5R,% 6
3.2.2激光测量直线度方法 7~.ZE
IhW 7^(p\
3.2.3直线度测量误差分析 7Jx%JgF
*caLN,G
3.3激光同时测量多自由度误差 ?: }Pa<D&K
?iln<% G
3.3.1滚转角测量 _^; ;i4VZ
S[U/qO)m
3.3.2四自由度误差同时测量 VN|G 5*
]V<"(?,K
3.3.3五自由度误差同时测量 ]bfqcmh<
w` #fH
3.3.4六自由度误差同时测量 gB+
G'I
PRp E$`WK
3.3.5激光跟踪测量 ;: _(7|
XM!M%.0WS
习题与思考3 5^F]tRz-
~PYFYjHC
第4章激光全息与散斑测量 t{ H 1u
4Iq5+Q
4.1全息术及其基本原理 }N| \
oWD)+5. ]
4.1.1全息术基本原理 N *1
K`gc 4:A
4.1.2全息图的类型 Qu}N:P9l?X
#NJ< [Gew
4.1.3全息设备基本构成 ?waebuj>
6h@+?{F.
4.2激光全息干涉测量 [0op)Kn
JjDS"hK#
4.2.1单次曝光法 BvI 0v:
~>w:;M=sV8
4.2.2二次曝光法 \P@S"QO
\>; %Ji
4.2.3时间平均法 paYz[Xq
EP0a1 .C
4.3激光全息干涉测量的应用 \P?--AI q<
Fo LDMx(
4.3.1位移和形状检测 . =R=cA7
s[Gsw d
4.3.2缺陷检测 HSql)iT
H` Lu"EK
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ]gH Lcr3
}JGq 1
4.4激光散斑干涉测量 /xf.\Z7<
bQpoXs0w;
4.4.1散斑的概念 4%> +Wh[
XJ\_ V[WA
4.4.2散斑照相测量 lux9o$ %
iW-t}}Z>B
4.4.3散斑干涉测量 >E~~7Yal
}Oh5Nm)
4.4.4电子散斑干涉 }M="oN~w
_[0I^o
4.4.5时域散斑干涉 N& ,"kRFFo
X J
_%!
4.5散斑干涉测量的应用举例 $4: ~* IQ
) _ #T c
习题与思考4 .:SfM r;G
MKe *f%
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Qv74?B@
<@%ma2
5.1激光衍射测量基本原理 x; *VCs
{YfYIt=.
5.1.1单缝衍射测量 ~(M*6b
hOV_Oqe4?
5.1.2圆孔衍射测量 'oT|cmlc
HK? Foo?
5.2莫尔条纹测量 7~L|;^(
=$[W,+X6f
5.2.1莫尔条纹的形成原理 ={OC a1
4bWfx _0W
5.2.2莫尔条纹的基本性质 y.%i
_5Bu [I
5.2.3莫尔条纹测试技术 Aw5K3@Ltz
NCp%sGBmG
5.3衍射光栅干涉测量 "NlRSc #
"_ Zh5
g
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 + I?Qg
-\5[Nq{N
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 m2wp m_vV#
La @\q[U{@
5.4X射线衍射测量 *-+C<2"
;%M 2 x5
5.4.1X射线衍射测量原理 kK08W3@&t
yFIl^Ck%
5.4.2X射线衍射测量材料应力 7Z9.z 4\
O#A8t<f|M
习题与思考5 E`U &Z
8U8P
g 2
第6章机器视觉测量 T %$2k>
se }pdL}
6.1摄像机模型 e?|d9;BO
o$*bm6o
6.2图像处理技术 U SH@:c#t
+0p gq (
6.2.1图像滤波 @263)`9G
D<lQoO+
6.2.2图像增强 $b&BH'*'~
p|xs|O 6{
6.3结构光视觉测量 {(8U8f<'=y
A &x ab
6.3.1激光三角法的测量原理 `8.1&fBr
c8 H9_6
6.3.2结构光视觉测量系统 n U+pnkMj
y^ 5T/M
6.3.3点结构光视觉测量原理 3Pw %[q=g
nD^{Q [E6=
6.3.4线结构光视觉测量原理 W*1d
X"S
$K5ni {M ;
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 #p']-No
#JHy[!4
6.4双目立体视觉测量 f>.` xC{
//ne ']L
6.4.1数学模型 N[- %0
3'| U qf8
6.4.2双目立体视觉的标定方法 yBU ZVqqDa
ahK?]:&QO
6.5基于相位的视觉测量 #RCZA4>
WsG"x>1n
6.5.1相移形貌测量 3t J=d'U
&<\4q
6.5.2立体相位偏折测量 F(?Fz8
(MF+/fi
6.6视觉测量的应用举例 (,d4"C
FN{H\W1cf
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 5i}CzA96
x MO[3 D&D
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 xg*\j)_}
a>;3
j
习题与思考6 bn^mL~
x9FLr}e
第7章激光测速与测距 Y3 Pz00x
tal> b]B;
7.1多普勒效应与多普勒频移 o(v"? Y 6
{ziYd;Ys1
7.2激光多普勒测速 _RA {SO
gN MKGf\Y
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 s=
-WB0E
Mm:a+T
7.2.2激光多普勒测速技术 DjevX7Q
+R{A'Yl[(
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 8 gu'dG =
k'WS"<-
7.3激光测距 +j)-L \
Y%n{`9=
7.3.1脉冲激光测距 T_5*iwI
i"2J5 LLv
7.3.2相位激光测距 F1{?]>G
2yi*eR
7.4激光测速和测距应用
]*kP>
=DmPPl{
7.4.1车载激光多普勒测速 )sY$\^'WY
EA%#/ n
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 b7>-aem@I
gnKU\>2k
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 WNF=NNO-R
W[ jW;uk
习题与思考7 h^[pp c{Z
]XpU'/h>q;
第8章光纤传感原理与技术 U&d-? PI
b}EYNCw_7S
8.1概述 ]`CKQ>
o
{=pP` HD0
8.1.1光纤传感的主要类型 //'xR8Z
] 6i_d
8.1.2光纤传感的主要特点 ya*q; D
3LmBV\["
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 .L Gkr@P
>gS5[`xRE
8.2.1光纤的基本结构 RJ`/qXL
^}Dv$\;6
8.2.2平板波导介质中的光波模式 Lz EE]i
2 jrX
8.2.3光在光纤中的传输规律 Xx 9~
Ekg N6S`}
8.2.4光纤的传输特性 n )wpxR
Li<266#A!
8.3光纤传感 VW<" c 5|
&s6(3k
8.3.1强度调制型光纤传感 4o)\DB?!
ek0;8Ds9
8.3.2相位调制型光纤传感 Jb )eC?6O
yW6[Fp w
8.3.3偏振调制型光纤传感 0F;(_2V-
Tr}$Pb1
8.3.4波长调制型光纤传感 |]2eGrGj4
At^DY!3vx
8.3.5光纤分布式传感 XM5;AcD
4{;8 ]/.a
习题与思考8 u_/OTy
E6wST@ r
第9章激光雷达三维成像技术 ~1wdAq`'a
+D{*L0$D"
9.1激光雷达三维成像原理 [2H(yLw O
WH D/s
9.1.1激光雷达距离方程 iw] B QjK
WY. \<$ 7
9.1.2信噪比
"ppb%=
,*}g
r
9.1.3可探测距离 2M( PH]D
VkP:%-*#v
9.1.4横向成像参数 K&gc5L
Ll E_{||h
9.2激光三维成像雷达技术 n-| i
/o06h y
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ^$s~qQQ}B
%>z8:oJ
9.2.2面阵成像激光雷达 (Ss77~W7
.]P;fCQmM
9.2.3固态激光成像雷达 }zfLm` vJ
t%YX-@
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 9 Nbg@5(
O t4+VbB6
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 ` \u ),$
BO\`m%8md
9.4激光三维成像雷达的应用 Y| N vBr
,tv9+ n@x
习题与思考9 2.L6]^N p(
63dtO{:4
第10章光学探针测量 [Jh))DIx
`GN5QLg#}0
10.1微观表面形貌测量 sT" tS>
R O3 e
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 `::(jW.KO
=`.5b:e
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 tS/AP SY
kE(-vE9
10.2机械式探针测量 AiH DoV+-
wk
<~Y 3u
10.2.1机械式探针测量基本原理 xbH!:R;
xp;8p94
10.2.2机械式探针测量系统 :x5o3 xE
c M'[;u
10.3光学焦点探测 lJQl$Wx^
@_:?N(%(
10.3.1强度式探测方法 -clg 'Aa;.
d.(]V2X.J
10.3.2差动探测方法 >U
Ich
&#\7w85$
10.3.3散光方法 QR"O)lP
Q_h+r! b
10.3.4Foucault方法 2i'-lM=
R\=\6( "
10.3.5斜光束方法 [&}<! :9'
kk./-G
10.3.6共焦方法 2o3k=hKS
2
]6u
B e
10.3.7光学焦点探针的特点 BCDf9]X
3K] 0sr
10.4干涉型光学探针测量 Evgq}3
.xQ'^P_q
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 [B;Ek \ 5W
aZ0iwM K
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ?U[nYp}"v
$<DA[
%pv
10.5扫描隧道显微镜 H4",r5qw:
3\~fe/z'I
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 T{xo_u{Q
: v ~ q
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 .Eyk?"^
@MH]s [{o\
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 &y wY?ox
s|` )'
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 03\8e?$
tl#s:
10.6原子力显微镜 [4yQbqe;
&= O1Qg=K
10.6.1AFM的基本硬件组成 ]* Ki7h |B
WC; a
10.6.2AFM的工作原理 ON! G{=7
:u+#:8u
10.6.3AFM的工作模式 9rc
n*sm
JJ06f~Iw[
10.6.4AFM在力学测量中的应用 yp'>+cLa
n,LKkOG
10.7扫描近场光学显微镜 {/!"}{G1e
|VF"Cj w?
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 l:}4
6%
>5W"a?(
10.7.2光子扫描隧道显微镜 YQsc(6
[`d ipLkr
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 PX/0 jv
k}qiIMdI
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 Av4E ?@R
7OHw/-j\
10.8扫描探针显微镜 l[{}ZKZ
6;V 1PK>9
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 1D DOUV
<Wq{ V;$
10.8.2PTB研制的大范围SPM Ka2tr]+s
6V E5C
g
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 ] `9K|v
2 ZXF_ o
习题与思考10 wajhFBJ
>:|q J$J.
参考文献 =_3qUcOP
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