《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。 )kNyl @m
<?iwi[S
[attachment=124599] a xi%5:I
第1章光学测量的基础知识 $f<R j/`&
F%QVn .
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 rru `% ~'O
I"+;L4o `
1.1.1基本概念 Cp ICb9w
=Wk!mGc
1.1.2误差与测量不确定度 2myHn/%C
enJE#4Z5&s
1.1.3基本构成 |+i?FY A\
)zVD!eG_9
1.1.4主要应用范围 f M )R O7
dPRG L
hWF
1.1.5基本方法 w_i$/`i+
H\<C@OkJS}
1.1.6发展趋势 . RNQlh3
(UTt_ry g
1.2光学测量中的常用光源 sL tsvH#
vg1p{^N !
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 52#@.Qa
Ye_)~,{,p
1.2.2热光源 -3c?Yaf"
U(=cGA.$
1.2.3气体放电光源 EkqsE$52
%8+'L4
1.2.4固体发光光源 rm4j8~Ef
ef!V EtEOv
1.2.5激光光源 ;wz
YZ5=Di
5X-cDY*|
1.3光学测量中的常用光学器件 dDy9yw%f?
@T r8.4
1.3.1激光准直镜 3u8H F-
&`63"^y
1.3.2分光镜 A_@#V)D2
p_ QL{gn
1.3.3偏振分光镜 '5eW"HGU]`
{j
E}mzi
1.3.4波片 mOyBSOad4
p9 |r y+t
1.3.5角锥棱镜 ([ xYOxcp5
` oYrW0Vm
1.3.6衍射光栅 W 6~B~L
@&d/}Mx"t
1.3.7调制器 !T|X/B R
?!-2G
1.3.8光隔离器 [N925?--S
-q\1Tlc]3
1.4光学测量中的常用光电探测器 VHB5
>kK
1.4.1常用光电探测器的分类 z&d&Ky
0*8[m+j1
1.4.2光电探测器的主要特性参数 dM 7-,9Vc
'LR5s[$j
1.4.3常用光电探测器介绍 vh+Ih Gi
}} l04kN_
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ?
S>"yAoe
>t
O(S
1.5.1光学测量系统中的噪声 ~ FM5]<X)
qV.*sdS>
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 R y0n_J:7
Yt7R[|
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 4jj@"*^a
2bfKD'!aH
1.6.1概述 +dk}$w[ g
Z@ * ^4Ve
1.6.2机械调制法 a%sr*`
W)?B{\
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 aDTNr/I
/WB^h6qg
习题与思考1 4r5?C;g
M"#xjP.
第2章光干涉测量 %X
O97
{o4m3[C7=}
2.1光干涉基础知识 ;2-,Xzz8
8AVM(d@
2.1.1光的干涉条件 TB4 |dj-%
CbA!
2.1.2干涉条纹的形状 {d(@o!;Fi
<MI>>$seiJ
2.1.3干涉条纹的对比度 kc\ ^xq~
gEMxK2MNXj
2.1.4产生干涉的途径 1pVagLlb:7
:e`;["(,
2.2波面干涉测量 no C ]&4b
`[w:l[i
2.2.1概述 )}1 J.>5
M;,Q8z%
2.2.2泰曼格林干涉仪 U|={LU
34Q l7LQp[
2.2.3移相干涉仪 &[}b HX /
r:2G 11[
2.2.4共路干涉仪 +HQX]t:Y
( 2Z-NVU#
2.3激光干涉仪 %:sQ [^0
Tf) qd\
2.3.1迈克尔逊干涉仪 x-, +skZs
9"K EHf!
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 r'#5ncB
Q}2aBU.f
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 /mX/
"~
;z/Z(7<; ;
2.4白光干涉仪 ^+^#KC8]W
#!l\.:h%
2.5外差式激光干涉仪 B>WAlmPA
;"$Wfy
2.5.1概述 *Fb]lM7D
'.r_6X$7Jt
2.5.2双频激光干涉仪 }9 <pLk
Pk !RgoWF
2.5.3激光测振仪 d`q<!qFZh
l M~ 3yB y
2.6激光自混合干涉测量 HKbyi~ 8N=
)HQ':ZE$
2.7绝对长度干涉计量 _ ]@
U}<5%"!;
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 9AO`Zk{/Ez
zgXg-cr
2.7.2激光无导轨测量 7)tkqfb]
^pruQp1X
2.8激光干涉测量的重大应用举例 N"1o>
!
PTrKnuM\J_
2.8.1激光干涉测量引力波 U KV0xl
(3~h)va J
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 }W^%5o87{
n@xC?D:t*
习题与思考2 u0 myB/`
A[:0?Ez=
第3章激光准直与跟踪测量 ^3"~
T
ICA p
3.1概述 2o2jDQ|7
yNCd}
4Ym5
3.1.1激光准直测量基本原理 @ lpo$lN0R
Cw6\'p%l-\
3.1.2激光准直测量系统的组成 @oE^(
@h7)M:l
3.2激光测量直线度原理 E><$sN6
nSY3 =Edx=
3.2.1直线度测量概述 3L}eF g,d
* -uA\
3.2.2激光测量直线度方法 'KvS I=$
K#Ia19au5
3.2.3直线度测量误差分析 .n$c+{
6S K;1Bp-{
3.3激光同时测量多自由度误差 U'~M(9uv:
{txW>rZX
3.3.1滚转角测量 y7pwYRY
@^P<(% p
3.3.2四自由度误差同时测量 8/W(jVO(-
c8z6-6`i0
3.3.3五自由度误差同时测量 ^UU@7cSi|G
WB)pE' 5
3.3.4六自由度误差同时测量 `C pfQP&^
Sc b'
3.3.5激光跟踪测量 u@&e{w~0
;wGoEN
习题与思考3 0'wchy>
Me;XG?`
第4章激光全息与散斑测量 5@QJ+@j|
(\8IgQ{
4.1全息术及其基本原理 gq%U5J"x;J
;|qbz]t2(
4.1.1全息术基本原理 W%ml/ 4
M./1.k&@
4.1.2全息图的类型 Ei>.eXUD5
P^ (uS'j)+
4.1.3全息设备基本构成 &{4KymB:
C b4.N 8
4.2激光全息干涉测量 Z
FIy
3~q#P
4.2.1单次曝光法 --OAsbr
DpCe_Vb%M
4.2.2二次曝光法 ,FIG5-e,}
;t ~Y>,
4.2.3时间平均法 SfS Wjq
t tZ
4.3激光全息干涉测量的应用 rX(Ol,&oP
hy&WG &qf
4.3.1位移和形状检测 ?,}:)oA_
hZIbN9)8A
4.3.2缺陷检测 i/{dD"HwM
|@W|nbAfX
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 U8S<wf&
xiv8q/
4.4激光散斑干涉测量 `y3*\l
4 :phq
4.4.1散斑的概念 :(A k:
Lbk Quq/d
4.4.2散斑照相测量 }!uwWBw`
Z-j?N{3&
4.4.3散斑干涉测量 Prc (
~%eZQgqA*
4.4.4电子散斑干涉 &>n:7
b{BiC &3
4.4.5时域散斑干涉 ?%cZO "
lb{X 6_.
4.5散斑干涉测量的应用举例 42 f\]R,
(I/ZI'Ydy
习题与思考4 y@h
v#;
:FUxe kz
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 BN&eU'Dl]
B.A;1VE5
5.1激光衍射测量基本原理 =qvn?I^/
FwE<_hq//
5.1.1单缝衍射测量 18^K!:Of
}0Q
T5
5.1.2圆孔衍射测量 %H[~V
f?d
a8YFH$Xh
5.2莫尔条纹测量 hbe" ;(
Xz?7x0)Z
5.2.1莫尔条纹的形成原理 %!7A" >ai
oj=% < a
5.2.2莫尔条纹的基本性质 xyP 0haE
ov5g`uud
5.2.3莫尔条纹测试技术 !'C 8sNs
Z ,-J
tl
5.3衍射光栅干涉测量 4d_ Az'7`4
HXN. ,[
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 e6>[Z C
;Kh[6{ W
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 G?^w
<
@X2 zIF m
5.4X射线衍射测量 -k
}L W4
l1.eAs5U
5.4.1X射线衍射测量原理 Z6zLL
.NJ Ne
5.4.2X射线衍射测量材料应力 ]5Q)mWF
{`Z = LLL
习题与思考5 l*Q OM
fo=@ X>S
第6章机器视觉测量 z%]3`_I
Nx zAlu
6.1摄像机模型 RWB ]uHzE
Zbr1e5?
6.2图像处理技术 s C ?e%B
&k`/jl;u
6.2.1图像滤波 hXD`OlX
o {' J O3
6.2.2图像增强 cR&d=+R&
Q O>)ug+
6.3结构光视觉测量 t]{, 7.S
oore:`m;
6.3.1激光三角法的测量原理 #'m#Q6`
g2vt(Gf ;
6.3.2结构光视觉测量系统 cpH *!*S
RDeI l&
6.3.3点结构光视觉测量原理 rc f#8
=y^ g*9 }_
6.3.4线结构光视觉测量原理 8/}S/$
7 H)tF&
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ivSp i?
ug/P>0
6.4双目立体视觉测量 qL$\[(
fc<,kRp
6.4.1数学模型 cef :>>6_
)7m.n%B!5V
6.4.2双目立体视觉的标定方法 k#2b3}(,
#UnGU,J
6.5基于相位的视觉测量 B Ol*. t
Q@s G6 iz
6.5.1相移形貌测量 m[w~h\FS
2{G7ignv
6.5.2立体相位偏折测量 yn2k!2]&T<
pW&8 =Ew
6.6视觉测量的应用举例 h m(
;?gR ,AKZ
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 ZV!*ZpTe~
0
d2to5 (
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 CelM~W$=u
'1lz`CAB+
习题与思考6 <2\Q Y
`)H|
&!wT
第7章激光测速与测距 ?YM0VB,y
UFE~6"t(
7.1多普勒效应与多普勒频移 8WwLKZ}
5 ?TjuGc
7.2激光多普勒测速 ?o(Y\YJf
<*opVy^
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 7D4I>N'T
/j:-GJb*!u
7.2.2激光多普勒测速技术 s3)T}52
Uc j>gc=
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 !_:|mu'
."j*4
7.3激光测距 C 2?p>S/q
peU1
t:k?
7.3.1脉冲激光测距 &^ =Y76
L_AQS9a^D
7.3.2相位激光测距 f q*V76F
(P nrY~ 9
7.4激光测速和测距应用 z h4m`}p
M5B?`mTl
7.4.1车载激光多普勒测速 T) cbpkH4
3]/Y= A
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 Yi fTC-Q;
x{{ZV]
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 [u8J qX
/7b$C]@k
习题与思考7 Y.o-e)zX
f>+:UGmP
第8章光纤传感原理与技术 ;< v9i#K5
bhT:MW!
8.1概述 !%YV0O 0
MtK5>mhZI`
8.1.1光纤传感的主要类型 >c@1UEwkm
v:Z .8m8D
8.1.2光纤传感的主要特点 9/50+2F
0bG2YMs
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 xW'(]Z7_
J_ `\}55n
8.2.1光纤的基本结构 O0> ^?dsL
[3hOc/]s
8.2.2平板波导介质中的光波模式 %-[U;pJe;
4K$d%
8.2.3光在光纤中的传输规律 C AF{7 `{
3.I:`>;EO
8.2.4光纤的传输特性 zI3 Bb?4.
qn@:A2e d
8.3光纤传感 .cm$*>LW:x
Uzd\#edxJ
8.3.1强度调制型光纤传感 =Qw`F0t
54,
( ;
8.3.2相位调制型光纤传感 ,(CIcDJ2U_
fmq9u(!R
8.3.3偏振调制型光纤传感 _cH 7lO[
) 3~):+
8.3.4波长调制型光纤传感 +0WI;M4i
q/yL={H?
8.3.5光纤分布式传感 ' #0'_9}
)k| _ CW~
习题与思考8 *f$wmZ5A
Sj<WiQ%<
第9章激光雷达三维成像技术 B@2VI
1%
}W k!):=y
9.1激光雷达三维成像原理 + %07J6
IPT\d^|f
9.1.1激光雷达距离方程 5m&Zq_Q e
DJf!{:b)
9.1.2信噪比 *_7%n-k
DZ Q=Sinry
9.1.3可探测距离 _}-Ed,.=
$Y5m"wySZ
9.1.4横向成像参数 &*N;yW""f
ix]t >2r
9.2激光三维成像雷达技术 S(
r Fa
^p 4 33
9.2.1机械扫描激光成像雷达 %^$7z ,>;
4R/cN' -
9.2.2面阵成像激光雷达 h+7THMI
N8^ AH8l
9.2.3固态激光成像雷达 [~<X|_L G
XN JPf) T
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 iFy_ D
]hL `HP
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 aqk0+
~SRK}5E
9.4激光三维成像雷达的应用 ?W(>Yefk
TxD,A0
习题与思考9 s8/y|HN^
9zKrFqhNo
第10章光学探针测量 #r}O =izi
6RLYpQ$+
10.1微观表面形貌测量 "NgfdL z
k_ hV.CV
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 ? 2#MU
)E.!jL:g
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 S_VZ^1X]
=x/Ap1
10.2机械式探针测量 fvDt_g9 oI
i0y^b5@MOb
10.2.1机械式探针测量基本原理 *+ql{\am4N
n5~7x
10.2.2机械式探针测量系统 0Y81B;/F
>vP DF+ u
10.3光学焦点探测 1sqBBd"=PY
S}Q/CT ?au
10.3.1强度式探测方法 u._B7R &>
'
R!pc
10.3.2差动探测方法 msyC."j0jU
W/3,vf1
10.3.3散光方法 KTm^0:V[Oy
(|EnRk-E
10.3.4Foucault方法 em+dQ15
NT6OGBl&
10.3.5斜光束方法 s^@?+<4:
ok"v`76~f5
10.3.6共焦方法 CHeU?NtFps
`5V=U9zdE
10.3.7光学焦点探针的特点 K\ 7 \
av muI^LLs
10.4干涉型光学探针测量 ?+]prbt)
!y&uK&1
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 6 K +DgNK
rff=ud>Jf
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 Li jisE
]ZD W+<
10.5扫描隧道显微镜 4;]<#u
:ub 4p4h*
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 0UJ % tPS
J|9kWjOf+i
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 KxZO.>,
g[]UM;D*
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 IMKyFp]h-
PJq;OM|
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 FUVoKX! #
o7/S'Haxc]
10.6原子力显微镜 uANG_sX^n
>tUi ;!cQ
10.6.1AFM的基本硬件组成 ^PnXnH?
Nl[]8G};
10.6.2AFM的工作原理 0Jz5i4B
4GA9oL l
10.6.3AFM的工作模式 3@qy}Nm
SXYH#p
10.6.4AFM在力学测量中的应用 9Q ~9C9{+
gRnn}LL^
10.7扫描近场光学显微镜 rd*`8B
mv5=>Xc6
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 {:D8@jb[
2
L>;M
10.7.2光子扫描隧道显微镜 a.n;ika]-
7$;#-l
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 #GDnV/0)
O_9M
/[<
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 [~3[Tu( C
/6 =IL
10.8扫描探针显微镜 B3+9G,or
',7LVT7
10.8.1NRC的大范围计量型AFM e -!6m #0
#\|Ac*>
10.8.2PTB研制的大范围SPM
Z~g6C0
)\ S 3Q
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 TY."?` [FK
''bh{
.x
习题与思考10 }Y}f7 3-|
v r=va5
参考文献 0}'x oYv
f
50s1o{xwc
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