《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。 <?:h(IZe[
h*Mt{A&'.&
[attachment=124599] 3v&Shb?xb;
第1章光学测量的基础知识 aU/y>Y <k
QVah4wFL*.
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 efuiFN;
3BA Q2S}
1.1.1基本概念 '$VP\Gj.
$h}w: AV:
1.1.2误差与测量不确定度 T+S\'f\
C~^T=IP
1.1.3基本构成 )` S5>[6
(=j/"Mb
1.1.4主要应用范围 =@&>r5W1
a
p( PI?]X
1.1.5基本方法 F0" ("4h:
rHqP[[4B'
1.1.6发展趋势 ERIF#EY
<dAxB$16sT
1.2光学测量中的常用光源 f%JM
a]yV
3HNm`b8G4m
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 6B Hd c
5k?xBk=<
1.2.2热光源 GnC s_[*&r
L=.@hs
1.2.3气体放电光源 9{rE7OX*A
_n4_;0
1.2.4固体发光光源 ;kZJnN"y
s) {VU2.ra
1.2.5激光光源 MwL!2r
m8 eoD{
1.3光学测量中的常用光学器件 l\!`Z hM,
Rl_1g`84
1.3.1激光准直镜 I ]42R;Sc
Xc&J.Tw#4*
1.3.2分光镜 -a l
o=PW)37>
1.3.3偏振分光镜 'j?H >'t{
- ~*kAh
1.3.4波片 vbtjPse
jthyZZ
1.3.5角锥棱镜 b ZZ _yc
7W+{U0 2O
1.3.6衍射光栅 9j}Q~ v\
fp`m>}
-
1.3.7调制器 Pj* ]%V
:*R+ee,& -
1.3.8光隔离器 a/rQ@ c>
bx Wzm|
1.4光学测量中的常用光电探测器 F>?~4y,b7
xa 967Ki9"
1.4.1常用光电探测器的分类 vg1E@rH|}
&'/bnN +R
1.4.2光电探测器的主要特性参数 zQ+
%^DT1
_bv9/# tR
1.4.3常用光电探测器介绍 %`s1
Ocvp
|o ^mg9
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 3ly ]DTbz
BQv*8Hg
B6
1.5.1光学测量系统中的噪声 . x}xa
&o&}5Aba9
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 Ci[Ja#p7$h
zFY$^Oz"_
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 i&<@}:,
LaL{
^wP
1.6.1概述 kt7Em b}
i-4? ]h k
1.6.2机械调制法 mR#"ng
W@+ge]9m&
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 67||wh.BU
61 sEeM
习题与思考1 +S1h~@c:B
V<U9Pj^?^
第2章光干涉测量 ;g?o~ev 8
zQB1C
2.1光干涉基础知识 T?1e&H%USV
w;kiH+&
2.1.1光的干涉条件 |-%dN }O
1C/Vwf:@
2.1.2干涉条纹的形状 gRw? <U^
-AQ
7Bd
2.1.3干涉条纹的对比度 L9l]0C37e
Wi*HLP!lNC
2.1.4产生干涉的途径 2Y;iq R
++!0r['+ >
2.2波面干涉测量 D}2$n?~+
YdYaLTz
2.2.1概述 @-ir
\=(U tro
2.2.2泰曼格林干涉仪 xo( >nFjo
X1Kze
2.2.3移相干涉仪 ;9)=~)
/1hcw|cfC
2.2.4共路干涉仪 #qEUGD `
Nig)!4CG
2.3激光干涉仪 Lp+?5Dj LT
)>pIAYCVP
2.3.1迈克尔逊干涉仪 o KY0e&5
J |8 u
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 }9Q<<a
+1eb@b X
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 Xx^v%[!`+
Slp_o\s$@
2.4白光干涉仪 BbgKaC q
"Fxw" I
<
2.5外差式激光干涉仪 7V"Jfh4_
vtq47 i
2.5.1概述 Mu_'C$zA
1Nz#,IdQ
2.5.2双频激光干涉仪 kP&Ekjt@
ALKzR433/
2.5.3激光测振仪 '~x jaa;.
O5JG!bGE_F
2.6激光自混合干涉测量 HZ89x|H k_
&qm:36Y7Xg
2.7绝对长度干涉计量 - ysd`&
#
tU@\H5kN
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 It G|{Bo
<7j"C cJzZ
2.7.2激光无导轨测量 ka:wD?>1i
#aadnbf
2.8激光干涉测量的重大应用举例 bhCAx W
?1H>k<Jp
2.8.1激光干涉测量引力波 ASr3P5/
92^Dn`g
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 * C(q{|f
XE;aJ'kt
习题与思考2 #/WjK r n
.j`8E^7<
第3章激光准直与跟踪测量 eS2VLVxu
f'u[G?C
3.1概述 deutY.7g
,u
3.1.1激光准直测量基本原理 U5j0i]
B_0]$D0
^
3.1.2激光准直测量系统的组成 S{~j5tQv^q
z_:r&UP`"
3.2激光测量直线度原理 S@C"tHD
L$; g f_L
3.2.1直线度测量概述 R-\"^B V#Z
?$4CgN-
3.2.2激光测量直线度方法 w%kaM=
`u7twW*U2
3.2.3直线度测量误差分析 fXAD~7T*s
C,5Erb/
3.3激光同时测量多自由度误差 Cta!"=\
C]
|m|`
3.3.1滚转角测量 l4q7,%G
Oz.Zxw
3.3.2四自由度误差同时测量 'h{DjNSM
}-paGM@'Nd
3.3.3五自由度误差同时测量 :$oi P
Y1 6p T
3.3.4六自由度误差同时测量 Mm#=d?YUHJ
q<A,S8'm
3.3.5激光跟踪测量 rX n G"A
DZX4c 2J
习题与思考3 _2Fa .gi
90+Hv:wF
第4章激光全息与散斑测量 %l) ~C% T
M,N (be-
4.1全息术及其基本原理 BC1P3Sk
6X
'8fh(`
4.1.1全息术基本原理 A;Uw
b
5>M@
F0
4.1.2全息图的类型 QEl ~uhc3
ps=QVX)YP
4.1.3全息设备基本构成 m{0u+obi&w
7:&a,nU
4.2激光全息干涉测量 u9dL-Nr`
%L gfi
4.2.1单次曝光法 OGU#%5"<
zy[|4Q(?
4.2.2二次曝光法 s&qr2'F+z
=|bW >y
4.2.3时间平均法 DZ0\pp? S
Vq#_/23=$y
4.3激光全息干涉测量的应用 !)'|Y5 o
2v\-xg%1
4.3.1位移和形状检测 hdee]qLS
?C9>bKo*2H
4.3.2缺陷检测 c9;oB|8|
]ch=D
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 `z3"zso
@7<m.?A!
4.4激光散斑干涉测量 eF CXjM
f= l*+QY8f
4.4.1散斑的概念 N_>}UhZ
,=p.Cx'PR
4.4.2散斑照相测量 -qRO}EF
RlTVx :
4.4.3散斑干涉测量 G6x 2!Ny
9<I;9.1S?^
4.4.4电子散斑干涉 ecy41 y'~:
) XHcrm&
4.4.5时域散斑干涉 T2MX_rt#D
@;@Wt`(2a
4.5散斑干涉测量的应用举例 tc<t%]c
uu582%tiG
习题与思考4 9CTvG zkw
\:wLUGFl 5
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 |qsY0zx
K1 >(Fs$
5.1激光衍射测量基本原理 Dbo. N`
S=~8nr/V
5.1.1单缝衍射测量 )z?Kq0
;]^JUmxU[d
5.1.2圆孔衍射测量 0,`$ KbV\
I3V>VLv
5.2莫尔条纹测量 i <Be)Y-'
g8_IZ(%:
5.2.1莫尔条纹的形成原理 "A?_) =zZ
>zDnJb&"&
5.2.2莫尔条纹的基本性质 emI]'{_G
wc'K=;c
5.2.3莫尔条纹测试技术 O(E- ox~q
"i_}\p.,X
5.3衍射光栅干涉测量 [0G>=h@u
6Pa
jBEF
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 H;n(qBSB
O}3M+
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 J ;wA
8Cr?0Z
5.4X射线衍射测量 vv,(ta@t2
RFu ]vFff
5.4.1X射线衍射测量原理
Dk fw*Oo
2v<[XNX
5.4.2X射线衍射测量材料应力 o^!
Zt 9
]X)EO49
习题与思考5 *7I=vro
$V8B =k~
第6章机器视觉测量 W$Bx?}x($
VR oeq {
6.1摄像机模型 `'[ 7M
<ZNa`
6.2图像处理技术 -j9R%+YW<
S-h1p`
6.2.1图像滤波 ca_8S8lv
5aTyM_x
6.2.2图像增强 7c6-S@L
|C S[>0mV!
6.3结构光视觉测量 y o[!q|z
gGU3e(!Uc
6.3.1激光三角法的测量原理 c" J(? 1O
>}/"g x
6.3.2结构光视觉测量系统 um&e.V)N
R#bg {|
6.3.3点结构光视觉测量原理 E4[ \lX$J
qD#-q vn
6.3.4线结构光视觉测量原理 /kVy#sT|
9ffRY,1@
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 <S0!$.Kg*<
-zz9k= q
6.4双目立体视觉测量 ,Ql3R O,
Y^S0K'N
6.4.1数学模型 Z-H Kdv!d
W^&t8d2
6.4.2双目立体视觉的标定方法 G$4lH>A&
a @,tf'Sr
6.5基于相位的视觉测量 k< W]VS3N
:"O=/p+*Us
6.5.1相移形貌测量 e= "/oo
c e=6EYl
6.5.2立体相位偏折测量 bTHa;* `
qBX<{[
6.6视觉测量的应用举例 O,JthlAV4
6aQ{EO-]'=
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 ?-\K V ha
Q:VD 2<2
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 JEBo!9
? *I9
习题与思考6 n3b@ 6V1_
w6Tb<ja
第7章激光测速与测距 o <l4}~a
o
ohf))
7.1多普勒效应与多普勒频移 ^Z:x poz,
S^D ~A8u
7.2激光多普勒测速 rzaEVXbz1
;N"XW=F4e
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 6o A0a\G'
9f l !CG
7.2.2激光多普勒测速技术 3+ i(fg_
S8,+6+_7
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 Cv$TNkP*
8@+YcN;->
7.3激光测距 <O\z`aA'q
aeBth {
7.3.1脉冲激光测距 V` fh,(:
4?yc/F=kI
7.3.2相位激光测距 ^ <|If :|
RXx
+rdF0
7.4激光测速和测距应用 5K6_#g4"
^ACp_RM
7.4.1车载激光多普勒测速 =C3l:pGMB;
At bqj?
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 rX{|]M":T
Y?%6af+
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 Ca1)>1 Vz
Ha+FH8rZ
习题与思考7 ^jmnE.8R
b0t];Gc%b
第8章光纤传感原理与技术 <
m9O0
IG9Q~7@
8.1概述 ;_Rx|~!!
.PAkW2\#
8.1.1光纤传感的主要类型 =v;-{o N!
\
I? ;%
8.1.2光纤传感的主要特点 M $~h(3
U.^)|IHW
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 W X\%FJ
#J LDj(a?
8.2.1光纤的基本结构 )7i?8XiSZF
l
E&hw
8.2.2平板波导介质中的光波模式 G0(c@FBK
5W{>5.Arx)
8.2.3光在光纤中的传输规律 Q^p@ 1I
PO%]Jme
8.2.4光纤的传输特性 NI^Y%N
=AKW(v
8.3光纤传感 =V,'f
} 1XLe
8.3.1强度调制型光纤传感 mJsYY,b8
6=@n
b3D%
8.3.2相位调制型光纤传感 y1
}d (%
pz$ $K?
8.3.3偏振调制型光纤传感 s? 6 7@\
Sm Ei _u]'
8.3.4波长调制型光纤传感 h ?i a4t
D1j 7iv
8.3.5光纤分布式传感 |@@mq!>-
<#s-hQ
习题与思考8
i
L m1l
&iGl)dDr
第9章激光雷达三维成像技术 FI/YJ@21
"w'YZO ]>
9.1激光雷达三维成像原理 %&] }P;&
W8P**ze4)
9.1.1激光雷达距离方程 G/ 8 xS=
kK1qFe?]
9.1.2信噪比 fgp 7 |;Y
oOL3O@)w>
9.1.3可探测距离 g~y9j8 8?
n47=eKd70
9.1.4横向成像参数 #y*=UV|h
a:| 4q
9.2激光三维成像雷达技术 aW6+Up+G*
"aBd0i&
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ( Lu.^
<zf+Ii1:,
9.2.2面阵成像激光雷达 _5K_YhT
L|2COX
9.2.3固态激光成像雷达 $HXB !$d
2 Lam vf
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 kR6 t
.
-+9x 0- P
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 uv-W/ p
<{U{pCT%
9.4激光三维成像雷达的应用 _$'Mx'IC=
KJ)nGoP>
习题与思考9 hKTg~y^
5j{@2]i
第10章光学探针测量 ommKf [h%i
eTF8B<?
10.1微观表面形貌测量 7XDV=PQ[
) *A,L%
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 bF KP V%`
C^%zV>o
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 uTU4Fn\$L
) T64(_TE
10.2机械式探针测量 87K)qsv 8
#8z, '~\
10.2.1机械式探针测量基本原理 sv;zvEn;-L
Ke ?uE
10.2.2机械式探针测量系统 Vf?#W,5>=
Wv0'?NL.
10.3光学焦点探测 qp W#!Vbx
' 4~5ez|:
10.3.1强度式探测方法 HL e^|
=GQ^uVf1
10.3.2差动探测方法 |\a :]SlH
O8 r"M8
10.3.3散光方法 B\ _u${C
mei_aN 7zW
10.3.4Foucault方法 7rSUSra
k, 7+=.6
10.3.5斜光束方法 r}\h\ {
1q C:3
;P
10.3.6共焦方法 z}1xy+
pIu H*4Vz
10.3.7光学焦点探针的特点 i$ L]X[
|)q K
g
10.4干涉型光学探针测量 s1vrzze
5(|M["KK~
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 ^V}R(gDu}s
Uk:.2%S2
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 QWHy=(!
/Tj"Fl\h
10.5扫描隧道显微镜 RW 7oL:$dt
A'( 7VJ
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 ?4ILl>*
>Mn>P!
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 5!ubY
6Ph
%%~}Lw
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 _?s %MNaX
p%"yBpSK
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 Y_@"v#,
b!]0mXU
10.6原子力显微镜 }{8F o4/
JblmXqtC
10.6.1AFM的基本硬件组成 6!B^xm.R @
P;[Y42\z|
10.6.2AFM的工作原理 lV<T sk'
X
B *}P
10.6.3AFM的工作模式 JT|u;Z*n
Q)S>VDLA
10.6.4AFM在力学测量中的应用 C,r `I/;
ufCqvv>'
10.7扫描近场光学显微镜 lKEX"KQ!
~ *!u
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 3}4p_}f/[4
L"foL
10.7.2光子扫描隧道显微镜
gt_X A H
Xoc sSs
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 :Sc8PLT
vWl[l
-E
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 *AH^%!kVP
_(6`{PWY
10.8扫描探针显微镜 6z3T?`}Y
8PBU~ mr
10.8.1NRC的大范围计量型AFM P>Q{H e:
e8WEz
4r_
10.8.2PTB研制的大范围SPM gcg>Gjp
HK0::6n{
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 V5a?=vK9
A )Q h
习题与思考10
3@)obb
|mxNUo -
参考文献 u xO J3
8geek$FY x
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