《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。 [)efh9P*
Ez()W,6]g
[attachment=124599] =@e3I)D#?i
第1章光学测量的基础知识 !{u`}:\
IKaa=r~
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 SSr#MIS?
+Tf4S J
1.1.1基本概念 FX1[ 2\
_E\Cm
1.1.2误差与测量不确定度 +( Q$GO%
`kE ;V!n?
1.1.3基本构成 c{"=p8 F_
8Pb ~`E/
1.1.4主要应用范围 sej$$m R
/)+V(Jlu
1.1.5基本方法 rXh*nC
+aY]?]
1.1.6发展趋势 .ei5+?V<i
X }V}%
1.2光学测量中的常用光源 "O}u2B b
Z]~) ->=}
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 4D'AAr57
Ji# eA[
1.2.2热光源 -- >q=hlA
9Sey&x
1.2.3气体放电光源 8-|| Nh
* \$m1g7b
1.2.4固体发光光源 M)qb6aD0
pie8 3Wy>
1.2.5激光光源 o;kxu(>yL'
e 48N[p
1.3光学测量中的常用光学器件 [_BQ%7D U
n g,&;E
1.3.1激光准直镜 >0X_UDAWz
,=IGqw
1.3.2分光镜 h_>DcVNIx
K[q{)>,9
1.3.3偏振分光镜 ln1!%B;
dZWO6k9[H
1.3.4波片 N^Hj%5
j LM}hwJ8
1.3.5角锥棱镜 v ^R:XdH
Q "vhl2RX
1.3.6衍射光栅 8a8CY,n{
4{lrtNd~K
1.3.7调制器 4 JO[yN
14pyHMOR
1.3.8光隔离器 H$Z LtPv5
|[_%zV;p>v
1.4光学测量中的常用光电探测器 y*#YIS56I
,;@v Vm'}
1.4.1常用光电探测器的分类 }' p"q )
-=W Qed}
1.4.2光电探测器的主要特性参数 kBeYl+*pk
Ul<:Yt&nI
1.4.3常用光电探测器介绍 z&c|2L-u6
J kxsua
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 q o6~)Aws
(O$il
1.5.1光学测量系统中的噪声 {ePtZ yo0
*djVOC
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 GIv l|
K>vi9,4/ks
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 #LR.1zZ
8F
K%7\V
1.6.1概述 nB;[;dC z
$@ HW|Y
1.6.2机械调制法 P84= .* >
nX_w F`n"
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 YuUJgt .1
TD sjNFe3
习题与思考1 Ye| (5f
Lz&FywF-l
第2章光干涉测量 tR\cS )
<{T 5}"e
2.1光干涉基础知识 f hjlt#
%Jji<M]
2.1.1光的干涉条件 /Un\P
,R\e x =c
2.1.2干涉条纹的形状 .L~
NX/V
y(wb?86#W5
2.1.3干涉条纹的对比度 TbD
$lx3 >
QM2 4cm
T
2.1.4产生干涉的途径 BJt]k7ku+
NY6;\ 7!n
2.2波面干涉测量 t$&'mJ _-w
{DD #&B
2.2.1概述 !>#gm7
&
}7 +.^
2.2.2泰曼格林干涉仪 {%\@Z-9%q,
A%cJ5dF8~
2.2.3移相干涉仪 >0UY,2d
,A5}HRW%
2.2.4共路干涉仪 dT{GB!jz
^#t6/ fY.#
2.3激光干涉仪 |\Q2L;4C
]K'OH&
2.3.1迈克尔逊干涉仪 n?>|2>
A34O(fE
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 5,pEJ>dDD3
;H3~r^>c
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 rd;E /:`5
f _Hh"Vh
2.4白光干涉仪 `oTV)J'~
P!SsMo6n
2.5外差式激光干涉仪 Y>T<Qn^D
}G "EdhSl
2.5.1概述 W!"Oho'
QnJLTBv
2.5.2双频激光干涉仪 B@@tKn_CQ
(-],VB
(+
2.5.3激光测振仪 _kc}:
k8!:`jG
2.6激光自混合干涉测量 9 I:3
)%b 5uZ
2.7绝对长度干涉计量 H&
$M/ `
H|$
*HQm
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 hE
E1i
Cd ]g+R}j
2.7.2激光无导轨测量 nly}ly Q/
liqVfB%
2.8激光干涉测量的重大应用举例 ]a`"O
">M&/}4
2.8.1激光干涉测量引力波 iUFG!,+d
Ljiw9*ZI
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 \mTi@T!&
N{}8Zh4op
习题与思考2 4 aE{} jp1
W56VA>ia
第3章激光准直与跟踪测量 i&p6UU
.<E7Ey#
3.1概述 up aQoX/C
89j:YfA=v
3.1.1激光准直测量基本原理 $=X>5B
PJ=| g7I
3.1.2激光准直测量系统的组成 E3(o }O
?D,j !Hy
3.2激光测量直线度原理 |#{ i7>2U
l D->1=z
3.2.1直线度测量概述 K-"`A.:S
ujl ?!
3.2.2激光测量直线度方法 &EYoviFp
;" D~ F
3.2.3直线度测量误差分析 7SN61)[m
E^gN]Z"O
3.3激光同时测量多自由度误差 *2}f $8
+J~%z*A
3.3.1滚转角测量 M IyT9",Pl
db=S*LUbl
3.3.2四自由度误差同时测量 Q/]o'_[vW
'r(g5H1}gi
3.3.3五自由度误差同时测量 "LH!Trl@k
jse!EtB:
3.3.4六自由度误差同时测量 a\ ~118 !
l^KCsea#
3.3.5激光跟踪测量 BJ\81 R
,`OQAJ)>
习题与思考3 SSbx[<E3
D SWmQQ
第4章激光全息与散斑测量 yyk@f%
pr1bsrMuL
4.1全息术及其基本原理 19-V;F@;
]5K(}95& '
4.1.1全息术基本原理 dz>Jl},`k
xG(iSuz
4.1.2全息图的类型 X h}D_c
#0Uz1[
4.1.3全息设备基本构成 -"{g kjuv
XPZ8*8JL
4.2激光全息干涉测量 'x<oILOG
#6~Bg)7AM
4.2.1单次曝光法 6|{&7=1t
C@\5%~tW+
4.2.2二次曝光法 w (z=x O
)v11j.D
4.2.3时间平均法 B[6k
[Vs
6`G8 UDK>F
4.3激光全息干涉测量的应用 U* c'xoP
#U7pT!F x
4.3.1位移和形状检测 &cJ?mSI
[)dIt@Y&j
4.3.2缺陷检测 2_6 ON
qX; F+~
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 RHpjJZUV
1X`,7B@pz
4.4激光散斑干涉测量 z]C=nXb k
1
?Z w
4.4.1散斑的概念 Ziub%C[oV
^c >Bh[
4.4.2散斑照相测量 nHH
FHnFf
h^qZi@L
4.4.3散斑干涉测量 %l#X6jkt
[~RO9=;L
4.4.4电子散斑干涉 &l!T 2PX!
_Gaem"k|
4.4.5时域散斑干涉 ?Yf
v^DQ5
Ewq@>$_!
4.5散斑干涉测量的应用举例 H Z}Igw.Z
l
9g
习题与思考4 HB$?}V
l?rLadvc
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Rm79mh9
vdQ#C G$/
5.1激光衍射测量基本原理 >SL mlK
QtXiUx^ k<
5.1.1单缝衍射测量 &Td)2Wt
J 7-
vB",U
5.1.2圆孔衍射测量 \%bJXTK&W
Y*p<\{,oC
5.2莫尔条纹测量 fA?v\ 'Qq/
( xWsyo(4
5.2.1莫尔条纹的形成原理 2<p@G#(
surNJ,)
5.2.2莫尔条纹的基本性质 bu <d>XR
d!} oS<6
5.2.3莫尔条纹测试技术 Jc}6kFgO6
aPK:k$.
5.3衍射光栅干涉测量 U{bv|vF
-K(d]-yv
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 :).NA
]
<6Y;VH^_
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 #Ha" rr46p
}Y BuS3{
5.4X射线衍射测量 x{zZ%_F
4b;*:C4?
5.4.1X射线衍射测量原理 BBGub?(dR
iWC}\&i
5.4.2X射线衍射测量材料应力 )?{!7/H F@
rPyjr(I"_
习题与思考5 <uJ
{>~
eyp_.1C~
第6章机器视觉测量 $d]) >4eQ
g\8B;
6.1摄像机模型 S;gy:n!t
ZWGX*F#}P
6.2图像处理技术 OHj>ufwVq
bc~$"
6.2.1图像滤波 s J^Ff
(|o @
6.2.2图像增强 5mpql[v3P
j6~`C
?(
6.3结构光视觉测量 4F0w+w JD
UR=s=G|
6.3.1激光三角法的测量原理 ';8 ,RT e
kONn7Itbu
6.3.2结构光视觉测量系统 \v\ONp"
RU'a 8j+W
6.3.3点结构光视觉测量原理 $joGda
);}M"W8
6.3.4线结构光视觉测量原理 ska n1wQ
DNgh #!\X
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 KnA B FH
":qHDL3
6.4双目立体视觉测量 ss }-YnG
.|g@#XIwe#
6.4.1数学模型 eN
</H.bm]
ht L1aQ.
6.4.2双目立体视觉的标定方法
59SL
mj
-AD` (b7q
6.5基于相位的视觉测量 iHf):J?8
y
(jh i<eV
6.5.1相移形貌测量 0-{E% k
3fpaTue|x
6.5.2立体相位偏折测量 xg^%8Ls^
LEtGrA/%@b
6.6视觉测量的应用举例 ~xc/Dsb$
&Z!y>k%6
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 {d xl8~/I
sq(5k+y*J
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 cT@|
$A
.b P8Z =
习题与思考6 ^'tT_
gT
o MLs22Do?
第7章激光测速与测距 KaOXqFT=
"$J5cco
7.1多普勒效应与多普勒频移 N#RC;
R2{]R&wtn0
7.2激光多普勒测速 Pw]r&)I`y[
J! 6w9,T_
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 <A| z
[*(1~PrlO,
7.2.2激光多普勒测速技术 g@s`PBF7`
C@ ]D*k
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 B=%%3V)2
[bX ^_ Y
7.3激光测距 { g`!2"
4|5;nxkGm8
7.3.1脉冲激光测距 q "T?
m{Uh{G$
7.3.2相位激光测距 4ME$Z>eN
2_3os
P\Z
7.4激光测速和测距应用 d/Wp>A@dob
"x$L 2>9
7.4.1车载激光多普勒测速 Q x|HvT2P
fr04nl
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 {: _*P
TVk
J"GsdL G.-
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 5izpQ'>
l qh:c
习题与思考7 '-n
Iy$>
AX6:*aZB
第8章光纤传感原理与技术 j r .{M
ZBx,'ph}4
8.1概述 1R*;U8?
zd-
*UF i
8.1.1光纤传感的主要类型 }aa]1X(u
mC\<fo-u
8.1.2光纤传感的主要特点 HN/YuP03[
;@gI*i
N"
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 bJ"2|VNH(
|E$q S)y
8.2.1光纤的基本结构 R L]$"
[N %InsA9k
8.2.2平板波导介质中的光波模式 cp~6\F;c
l :u1P
8.2.3光在光纤中的传输规律 tBZ?UA e;
XUR #|
8.2.4光纤的传输特性 F=*t]X[z}
-Q
Mwtr#q}
8.3光纤传感 5%V(eR
nTs\zikP
8.3.1强度调制型光纤传感 IUh9skW5
U+4[w`a}
8.3.2相位调制型光纤传感 8p}z~\J{a:
"d~<{(:N^
8.3.3偏振调制型光纤传感 ^!k_"C)B
']c;$wP
8.3.4波长调制型光纤传感 0;=]MEk?
HpUJ_pZ
8.3.5光纤分布式传感 (;9fkqm%m
;"EDFH#W
习题与思考8 x#5[i;-c
?aBAmyxm
第9章激光雷达三维成像技术 =F/ R*5:T
7J$rA .tu
9.1激光雷达三维成像原理 y/_=
9h-S,q!
9.1.1激光雷达距离方程 =)i^E9
2Z<S^9O9
9.1.2信噪比 0v1~#KCm
Pjvb}q=
9.1.3可探测距离 17;9> *O'
aY pc\jJ
9.1.4横向成像参数 %'=TYvB 2
F2 <Q~g Q;
9.2激光三维成像雷达技术 (~F}O
uP8 cW([
9.2.1机械扫描激光成像雷达 @{3_7
VTDnh*\5
9.2.2面阵成像激光雷达 <.BY=z=H
\ E5kpm
9.2.3固态激光成像雷达 {LqYb:/C5U
vKdS1Dn1
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 i^IL o,Q
Vz!{nL0Q(
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 "OkZ
[E)
zI(uexxPqd
9.4激光三维成像雷达的应用 #% OS=.V
e9S*^2;
习题与思考9 g}9heR
94*MRn1E
第10章光学探针测量 F60m]NUM)c
0CX 9tr2J
10.1微观表面形貌测量 l 8GAZ*+
6* > vie
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 l#>A.-R*`
_wW"Tn]
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 ?G&J_L=@Y
PIQd=%?'
10.2机械式探针测量 F<2gM# jLB
XC/M:2$
10.2.1机械式探针测量基本原理 !l . ^]|
_qt
10.2.2机械式探针测量系统 QT1oU P#*
q_> =| b
10.3光学焦点探测 ?&U~X)Q
%JA^b5''
10.3.1强度式探测方法 cauKG@:2F
mwz!7Q
10.3.2差动探测方法 SEZ08:>x r
$\20Vgu<
10.3.3散光方法 `V glE?M
d1*0?G TT
10.3.4Foucault方法 />PH{ l
;1TQ r3w
10.3.5斜光束方法 "oR%0pU*
8<E U|/O
10.3.6共焦方法 j zZEP4
Wp^ |=
10.3.7光学焦点探针的特点 !|"LAr9u
$B%3 #-
10.4干涉型光学探针测量 a'my0m
YB]^Y^" e
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 nK]L0 *s
5'(# Sf
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ai4ro"H
JVPLE*T
10.5扫描隧道显微镜 nqcD #HUv
g9=O<u#
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 2>Kn' p
?U~`'^@
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 Nb> C 5TjR
5VLC\QgK^
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 5 ^tetDz}
^p\n/#B
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 >T29kgF2
)O Qih+#?W
10.6原子力显微镜 "j}fcrlG9
0'` #I
10.6.1AFM的基本硬件组成 :&O6Y-/B
: :D i
10.6.2AFM的工作原理 {w9GMqq
$n<X'7@0
10.6.3AFM的工作模式 `u;4Z2Lr0
1tCe#*|95
10.6.4AFM在力学测量中的应用 O-<nL B!Wf
Aq &H-g]s
10.7扫描近场光学显微镜 A r[$%
82=>I*0Q
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 - I j
It Q3|-^
10.7.2光子扫描隧道显微镜 <%LN 3T
-[5yp 2F-{
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 +H3;{ h9,
(#r>v
h (
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 Uv=hxV[7y
:k o XS
10.8扫描探针显微镜 :x _; -
d@<~u,Mt&F
10.8.1NRC的大范围计量型AFM /y5a~3
2?9 gf,U
10.8.2PTB研制的大范围SPM @-jI<g
:*E#w"$,j
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 Z fWF2%]<
2c8e:Xgv
习题与思考10 ?C|b>wM/
+"SYG
参考文献 fGDjX!3-S
:g"U G0];
|