《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。 &b%zQ4%d-`
([m
mPyp>L
[attachment=124599] X6@WwM~qz
第1章光学测量的基础知识 NP/Gn6fr
2h1vVF 3
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 sWc*5Rt
^Uf]Q$uCjE
1.1.1基本概念 t? yz
E(8*
pI
1.1.2误差与测量不确定度 j;-1J_e5
7KAO+\)H^Y
1.1.3基本构成 vPTM
= 's(|
1.1.4主要应用范围 <4g{ fT0
M$>1L
1.1.5基本方法 EkjN{$*
8L:ji,"
1.1.6发展趋势 4O )1uF;
W;!}#o|%s
1.2光学测量中的常用光源 K,:cJ
5?3Me59
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 q #,f 4P
H?&Mbw
d
1.2.2热光源 AK*LyR?
<~n"m
1.2.3气体放电光源 jw^<IMAG\8
}}\vV} s
1.2.4固体发光光源 "J [ K 3
0"\H^
1.2.5激光光源 iV *q2<>
j/_ s"}m{
1.3光学测量中的常用光学器件 jU9$Ehg
I
D*gFV{ Ws
1.3.1激光准直镜 "AnC?c9?-^
CsoiyY -2
1.3.2分光镜 }dWq=)*
SEGri#s
1.3.3偏振分光镜 UQ C=g
#t: S.A@
1.3.4波片 & :d H,
;>?rP8 8t
1.3.5角锥棱镜 i]6` LqlO
P3)Nl^/
1.3.6衍射光栅 p~BRh
#><.oreXq
1.3.7调制器 {f2S/$q
2.l Z:VLN
1.3.8光隔离器 i+S )
K
]yx$( 6_U
1.4光学测量中的常用光电探测器 Ay5i+)MD
V )x$ |!(
1.4.1常用光电探测器的分类 rvbLyv;~
)4<__|52"1
1.4.2光电探测器的主要特性参数 ;*:]*|bw
|"/ 8XA
1.4.3常用光电探测器介绍 pgI^4h
j3{I /m
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 cDFO; Dr
B8V>NvE~o
1.5.1光学测量系统中的噪声 ?'@8k pb
%|g>%D3Z?
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 snf ~}:&
_wkVwPr
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 :Q $K<)[
K]s[5
1.6.1概述 TMlP*d#
Q<^Tl(`/N?
1.6.2机械调制法 } z _
6K-_pg]
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 s.N7qO^:E
![YX]+jqNp
习题与思考1 5 NS[dQG5
K?B{rE Lp
第2章光干涉测量 Rr X[|GLSJ
86 W9rR
2.1光干涉基础知识 }XV+gyG =@
EQb7 -vhg
2.1.1光的干涉条件 :PIF07$xl
ko.(pb@+
2.1.2干涉条纹的形状 [S HXJ4P*
s%C)t6 `9
2.1.3干涉条纹的对比度 ;aI[=?<x
\Xm,OE_v"
2.1.4产生干涉的途径 .S(TxksCz
&x[E;P *Fg
2.2波面干涉测量 DnCP
aM4%
3D!5T8 @
2.2.1概述 M)' HCnvs'
q|o}+Vr
2.2.2泰曼格林干涉仪 iOR_[ y,
dv8>[#
2.2.3移相干涉仪 !UG
7Uer
T ( OW
2.2.4共路干涉仪 42e|LUZg
[ oL.+
2.3激光干涉仪 lE;Ew g
{QcLu" ?c
2.3.1迈克尔逊干涉仪 8oUpQcim
4]G?G]lS>
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 p7veQ`yNc
Mr;E<Lj ^K
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 ,Sq/y~
U1DXe h~V
2.4白光干涉仪 M=1n QF2J
u.d).da
2.5外差式激光干涉仪 2 ^mJ+v<
IE;~ ?W"
2.5.1概述 "x=f =;
YP .5fq:
2.5.2双频激光干涉仪 P_?gq>E8
|uqf:V`z:
2.5.3激光测振仪 8P^I TL z%
c(:f\Wc3Z
2.6激光自混合干涉测量 vy0X_DPCr
: `-,Lbg
2.7绝对长度干涉计量 56+s~hG
QW $ G
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 3HLNCt09
5b!vgm#])
2.7.2激光无导轨测量 +W:= e,=
:"=ez<t
2.8激光干涉测量的重大应用举例 4]h
=yc R
)2V:
2.8.1激光干涉测量引力波 ]Y2RqXA*
:n0vQ5a
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 9Wnn'T@Tl
b%<9S n
习题与思考2 V.O(S\
.q
`Hjmg<
第3章激光准直与跟踪测量 gC ioq.
o*DN4oa)
3.1概述 Y%PwktQm
P OdUV
3.1.1激光准直测量基本原理 BybW)+~
\ ^ZlG.
3.1.2激光准直测量系统的组成 aa>xIW,u
wF|fK4F
3.2激光测量直线度原理 GliwY_
h3bff#<K
3.2.1直线度测量概述 O-LO/*5MI
5]n[]FW
3.2.2激光测量直线度方法 -u2P ?~
5Yl <h)1
3.2.3直线度测量误差分析 ]|MEx{BG-
}emN9Rj
3.3激光同时测量多自由度误差 ppZDGpp
Z @^9PQG$
3.3.1滚转角测量 q:dHC,fO
Z&|Kki*
3.3.2四自由度误差同时测量 X:6c}p%,!
*^f<W6xc
3.3.3五自由度误差同时测量 P"W2( d
g=QDu7Ux
3.3.4六自由度误差同时测量 H-~6Z",1
^: #D0[
3.3.5激光跟踪测量 vH#huZA?7
cm?\
-[cV
习题与思考3 5[A@ gw0u
w * oeK
第4章激光全息与散斑测量 kO|L bQ@=q
<)u`~$n2
4.1全息术及其基本原理 yp$_/p O=2
NM a}
<
4.1.1全息术基本原理 TMig-y*[
$Hj.{;eC/k
4.1.2全息图的类型 o| #Qu8Lk
(CsD*U`h
4.1.3全息设备基本构成 rd9e \%A
@7?#Y|`
4.2激光全息干涉测量 '=Rs/EDME
S ,Xnzrz
4.2.1单次曝光法 .ox8*OO<
)rekY;
4.2.2二次曝光法 @>p <3_Y1
89o/F+ _b
4.2.3时间平均法 :.$3va Z@
s;3= {e.
4.3激光全息干涉测量的应用 ^~3SSLS4"
J[4mL U
4.3.1位移和形状检测
[/e<l&y
hJZV}a|
4.3.2缺陷检测 BFo5\l:q8
R' C2o]
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 T~Gvp0r}h
Mdl{}P0)
4.4激光散斑干涉测量 ;xzUE`uUfJ
f'
3q(a<p
4.4.1散斑的概念 A1.7 O
9Hf9VC3
4.4.2散斑照相测量 )XYv}U
QN pqdwu%h
4.4.3散斑干涉测量 :TJv=T'p'
B2C$N0R#
4.4.4电子散斑干涉 px}|Mu7z~
mg*qiScfW
4.4.5时域散斑干涉 Z yE `/J'
:9^;Qv*
4.5散斑干涉测量的应用举例 gq u?o&>9
PfC!lI
BU
习题与思考4 vTlwRG=5
K 95p>E`9e
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 (Q.waI
_Ou WB"
5.1激光衍射测量基本原理 yIDD@j=l
]
:BX!<
5.1.1单缝衍射测量
@I_8T$N=
6~1|qEe6I
5.1.2圆孔衍射测量 !f&Kf,#b`
D"ND+*Q [X
5.2莫尔条纹测量 vK _?<>
(^u1~1E 5
5.2.1莫尔条纹的形成原理 FRg^c
kb"
L1Iz<>
5.2.2莫尔条纹的基本性质 ?<(m
5Al 7
v?&
-xH-S
5.2.3莫尔条纹测试技术 u%$Zqee
%we u 1f
5.3衍射光栅干涉测量 <;#~l*
FE2f'e
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 pXJpK@z
h $L/<3oP6
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 pO ml8SQf
L"{JR bh[
5.4X射线衍射测量 UG'9*( *
(&+kl q
5.4.1X射线衍射测量原理 B, TB3
{
rz@=pR :
5.4.2X射线衍射测量材料应力 b+f'[;
, ]+z)
习题与思考5 WIv?}gi:
X
~[\_N \rm
第6章机器视觉测量 0o9 3i u=&
3WUT I(
6.1摄像机模型 }lfnnK#
8erS t!oM
6.2图像处理技术 UmQ?rS8d
/4 vG3
6.2.1图像滤波 TJ1+g
\
KN7n@$8YM
6.2.2图像增强 br d mz}
}(1JaG
6.3结构光视觉测量 A9kzq_ 3
|m80]@>
6.3.1激光三角法的测量原理 3 AsT
DM} YJ
6.3.2结构光视觉测量系统 \U[ {z&]~
Q)LM-ZJKQ
6.3.3点结构光视觉测量原理 dO4{|( z
6Qx#%,U^ J
6.3.4线结构光视觉测量原理 `~ * @q!
uU:CR>=AKW
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 FKT1fv[H
_ h": >
6.4双目立体视觉测量 }b0; 0j
rwG CUo6Z
6.4.1数学模型 w*|7!iM
Wh%ucX&
6.4.2双目立体视觉的标定方法 e{v=MxO= S
&d5ia+ #
6.5基于相位的视觉测量 ngat0'oa
sRrzp=D
6.5.1相移形貌测量 ea~:} !-P
_<NMyRJo
6.5.2立体相位偏折测量 o4zM) \;F
* H.oP
6.6视觉测量的应用举例 m/qbRk68s
y !!E\b=
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 HjGyj/78w
X_g 3rv1J
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 Pw;!uag
ZG du|
习题与思考6 N~NQ6:R [
,$
^C4I
第7章激光测速与测距 ^>N]H>0'S
[g Z"a*
7.1多普勒效应与多普勒频移 bLd#xXl
LJ(1RK GCz
7.2激光多普勒测速 hweaGL t0
K
a(J52
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 }GZ}Q5
*r$+&8V\n
7.2.2激光多普勒测速技术 SY^dWLf
I W% |G
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 y T#{UA^
k!KDWb
7.3激光测距 = pzn u+,
eU N"w,@y
7.3.1脉冲激光测距 Xj5~%DZp
QE u=-7@>
7.3.2相位激光测距 n]u<!.X
]+m/;&0
7.4激光测速和测距应用 v,\R, {0
if ]No e
7.4.1车载激光多普勒测速 k~|-gf FP
/D e^
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 }h}<! s
f5GdZ_
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 Y2[A2Uy$ef
\ AC|?/sH
习题与思考7 Vm |Y$ C
d|*"I Fe
第8章光纤传感原理与技术 Z-B%'/.
j}A FE
8.1概述 w Hem5 E
$
A9%UhV
8.1.1光纤传感的主要类型 toaYsiIkzW
gn{=%`[
8.1.2光纤传感的主要特点 ?9X&tK)E-
_zu?.I0^
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 F>X-w+b4r
N<L`c/
8.2.1光纤的基本结构 x+@&(NMP5
Fbp{,V@F2
8.2.2平板波导介质中的光波模式 5c;h &
7E @+
8.2.3光在光纤中的传输规律 a@pz*e
:v L1}H<
8.2.4光纤的传输特性 }BmS )J q
K A276#
8.3光纤传感 ,JEbd1Uf
jkF8\dR
8.3.1强度调制型光纤传感 $j 5,%\4<
nSCWg=E^
8.3.2相位调制型光纤传感 (LtkA|:
K"V :<a
8.3.3偏振调制型光纤传感 9 F^;!
NA.1QQ ;e
8.3.4波长调制型光纤传感 w~@-9<^K]v
PjIeZ&p
8.3.5光纤分布式传感 (#oycj^<
pU!o7>p
习题与思考8 !4rPv\
e2C<PGUUB
第9章激光雷达三维成像技术 do-c1;M
?v-1zCls
9.1激光雷达三维成像原理 j4R 4H;
|fHB[ W#
9.1.1激光雷达距离方程 n tP|\ E
cW``M.d'F
9.1.2信噪比 dS`Bk6 Y
J@9}`y=K
9.1.3可探测距离 IOK}+C0e
V5D`eX9
9.1.4横向成像参数 5=KF!?
w G8We z%
9.2激光三维成像雷达技术 *wV[TKaN
m/`IGT5J
9.2.1机械扫描激光成像雷达 Be}$I_95\P
jvzBh-!
9.2.2面阵成像激光雷达 F pt-V
A{<xc[w;p
9.2.3固态激光成像雷达 /dDzZ%/@
'xFYUU]#T^
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 Bfd-:`Jk
X-B8MoG|
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 \O7J=6fn
~@8+hnE ]
9.4激光三维成像雷达的应用 (P==VZQg
Zwe[_z!*D
习题与思考9 Vj;
vo`T
(3*UPZv
第10章光学探针测量 D {'#er
e@F|NCQ.9
10.1微观表面形貌测量 5eX59:vtl
tL0`Rvl
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 gUB{Bh($Y
}iI bc A
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 Q1>zg, r
i9UI,b%X
10.2机械式探针测量 /f1'm@8;
!k~z5z'=py
10.2.1机械式探针测量基本原理 v@G4G*x\
J?P]EQU
10.2.2机械式探针测量系统 'nK~'PZ,
Fu8 7fVi/\
10.3光学焦点探测 ke/_k/
>Csbjf6
10.3.1强度式探测方法 ;Mj002.\G
R V!o4"\]
10.3.2差动探测方法 !W1eUY
v5T9Y-{`
10.3.3散光方法 iUr xJh
LD+f'^>>Z
10.3.4Foucault方法 MB:n~> ga
6CNS%\A
10.3.5斜光束方法 /~}_h O$S
{Iy7.c8S
10.3.6共焦方法 yBz >0I3
ID8k/t!
10.3.7光学焦点探针的特点 Jm![W8L
BV9 *s
10.4干涉型光学探针测量 7dD.G/'
~HP
LV
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 lSc, AOXp
i+~QDo (Pi
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 PI7IBI
Um
;kd&#x
10.5扫描隧道显微镜 ItK
8wi A
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 KC Xw n
"2h5m4
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 }(=ml7 )v
|vy]8?Ak
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 *1;23BiH -
0|2%# E
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 *5w v%-
rh $1-Y
10.6原子力显微镜 `?SG XXC
u ~71l)LA
10.6.1AFM的基本硬件组成 ~ t 9$IB
Tcs3>lJ}
10.6.2AFM的工作原理 w2 )/mSnu
ZA.fa0n
10.6.3AFM的工作模式 Am7| /
silp<13HN
10.6.4AFM在力学测量中的应用 -]&<Sr-
DN| vz}s
10.7扫描近场光学显微镜 SY6r 8RK
r"]Oe$[#
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 -q(:%;
,i OZ |
10.7.2光子扫描隧道显微镜 a-Fq p4
<t6 d)mJ %
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 3ExVZu$
Wy)('EM
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 w rK#lh 2
c+;S<g 0
10.8扫描探针显微镜 0HPO" x3-O
#f 9qlM32
10.8.1NRC的大范围计量型AFM rHo6iJj
F25<+ 1kr
10.8.2PTB研制的大范围SPM 3qcpf:
oF&IC
j0
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 t!savp
q5gP~*?
习题与思考10 `g 8tq
RD9Y k
参考文献 67
O<*M
QZYM9a >
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