《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。 LGRX@nF#
3ef]3
[attachment=124599] ;`s/|v
第1章光学测量的基础知识 [ V/*{Z
7lf*
v qG
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势
4 K)P Yk
!XzRV?Ih;
1.1.1基本概念 X;ijCZb3b
3 LoB-4u ?
1.1.2误差与测量不确定度 AdR}{:ia
vSPkm)O0)
1.1.3基本构成 C+*: lLY
DoN bCVZ
1.1.4主要应用范围 <|s| 6C
W[w8 @OCNf
1.1.5基本方法 ^5j9WV
XQHvs{P o
1.1.6发展趋势 Pou`PNvH
T+N%KRl
1.2光学测量中的常用光源 rjx6Ad/\
}(20MW8rMc
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 | u7vY/
h6 8sQd
1.2.2热光源 /&cb`^"U^
b":cj:mxL
1.2.3气体放电光源 LIirOf~e;!
7 45Uo'
1.2.4固体发光光源 :hCp@{
cZ%weQa#N)
1.2.5激光光源 W@JmG`Sy
W32bBzhL
1.3光学测量中的常用光学器件 W?5^cEF
-HS(<V=a?k
1.3.1激光准直镜 /
~w\Npf0
P*)}ENY
1.3.2分光镜 @/E5$mX`
\ C~Y
1.3.3偏振分光镜 shj S^CP
ORyFE:p$
1.3.4波片 ]k
"
j
W6
f *>
1.3.5角锥棱镜 +8v^J8q0
AQQeLdTq
1.3.6衍射光栅 4{[Df$'e>
s+h`,gg9
1.3.7调制器 A +e
={-*
~OAS T
1.3.8光隔离器 }{ J<Wzw
Jp=ur)Dj
1.4光学测量中的常用光电探测器 BD\xUjd?)Q
{^1D|y
1.4.1常用光电探测器的分类 G= !Gy .
#Bj.# 5
1.4.2光电探测器的主要特性参数 0 x4p!5
gp$oQh#37;
1.4.3常用光电探测器介绍 @M?;~M?B]J
WIa4!\Ky!
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 N3!x7J7A
h%8[];*DpN
1.5.1光学测量系统中的噪声 `lRZQ:27X
?MH VkGD
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 5<0&y3
jn&[=Y-
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 t$ m268m~
xrFFmQ<_W
1.6.1概述 XkDjA#nx`
"W?<BpV~@!
1.6.2机械调制法 GKTrf\" c
/EZF5_`bT
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 G &I\Za;
K@)Hm \*
习题与思考1 }D c0 Y
+[ <|TT
第2章光干涉测量 6FFQoE|n
suC]
2.1光干涉基础知识 ODy K/Q3
O(2)A>}
2.1.1光的干涉条件 &^= 6W3RD
f"\G"2C
2.1.2干涉条纹的形状 jQxv` H
\DI%/(?
2.1.3干涉条纹的对比度 bS=a Fl#
JS]6jUB<B
2.1.4产生干涉的途径 _ z4c7_H3
C_mPw
2.2波面干涉测量 6 9_etv
M0YV Qa
2.2.1概述 )kfj+/
vq -Tq>
2.2.2泰曼格林干涉仪 >k )}R|tJ
kq&xH;9=.
2.2.3移相干涉仪 u(iEuF;7
h; ?=:(
2.2.4共路干涉仪 "xe % IS
KAVe~j"
2.3激光干涉仪 ];P$w.0
N j4=
2.3.1迈克尔逊干涉仪 M S$^m2
Y3KKskhLx
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 z UN&L7D
P(D 0ru
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 DC4O@"
cy T,tN
2.4白光干涉仪 \wwY?lOe
Jn!-W a,
2.5外差式激光干涉仪 7DQ{#Gf#G
2Hl0besm
2.5.1概述 }q7rR:g
zg L0v5vk
2.5.2双频激光干涉仪 VU AW/
GvQKFgO6h
2.5.3激光测振仪 N.R, [K
y;aZMT. YI
2.6激光自混合干涉测量 &Z3g$R 9
*-0tj~)>
2.7绝对长度干涉计量 "O@L
IR7
TN! 8J=sx.
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 .;nU"
a3'
pD;'uEFBQ
2.7.2激光无导轨测量 $ <'i+kK
al y1=j
2.8激光干涉测量的重大应用举例 0*G
=~:
H?A&P4nZ
2.8.1激光干涉测量引力波 _nW{Q-nh
\[u7y. b
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 %N``EnF2
ixc~DV+@[
习题与思考2 \o}m]v
i
$d\]s]}`
第3章激光准直与跟踪测量 D2 <(V,h9
G?Fqm@J{XT
3.1概述 kC:GEY<N:Q
Fb8~2N"3
3.1.1激光准直测量基本原理 )> >Tj7
B'sgCU
3.1.2激光准直测量系统的组成 #Xdj:T<*
4I&e_b< 30
3.2激光测量直线度原理 +Wgp~$o4
i
b $2qy
3.2.1直线度测量概述 cPu<:< F[
N HI(}Ea|]
3.2.2激光测量直线度方法 KYe@2 6
)o4B^kq
3.2.3直线度测量误差分析 /4K ^-
NW$_w
3.3激光同时测量多自由度误差 ]dvNUD
:&59N^So|
3.3.1滚转角测量 $Sg5xkV,a
F`C$F!GE
3.3.2四自由度误差同时测量 #>[BSgW
i6Zsn#Z7)
3.3.3五自由度误差同时测量 b#
v+_7
|/!3 N
3.3.4六自由度误差同时测量 qGezmkNFm
CSu}_$wC#
3.3.5激光跟踪测量 Xo, }S\wcn
pGO=3 =O
习题与思考3 CGYZEP RR
5}v<?<l9\
第4章激光全息与散斑测量 :9c[J$R4
XXwe/>J
4.1全息术及其基本原理 o'#ow(X
#Cy9 E"lP
4.1.1全息术基本原理 uC2-T5n'
^ "
4.1.2全息图的类型 a%FM)/oI|T
r0xm DJ@y
4.1.3全息设备基本构成 APR"%(xD#
IXA3G7$)
4.2激光全息干涉测量 eG &3E`[
SAQ|1I#"/
4.2.1单次曝光法 3$TU2-x;g
#gQaNc?
4.2.2二次曝光法 KO!.VxG]_
;kE|Vx
4.2.3时间平均法 TAE@KSPvo
[>MPM$9F-m
4.3激光全息干涉测量的应用 ()\=(n!J
!Au@\/}
4.3.1位移和形状检测 =#z8CFq[O
JA <Hm.V#
4.3.2缺陷检测 igGg[I1?
m,3H]
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 *i`t4N
A
9^4BqAWYrV
4.4激光散斑干涉测量 :U{$G(
<
zxD~W"R:s
4.4.1散斑的概念 /
%9DO
7]J7'!Iz
4.4.2散斑照相测量 dX^d \
wX
VnU/_# n
4.4.3散斑干涉测量 O_S%PX
9| {t% F=-
4.4.4电子散斑干涉 l>t0 H($
# s}&
4.4.5时域散斑干涉 V1]QuQ{&s
B3';Tcs
4.5散斑干涉测量的应用举例 nD5+&M0
.@`5>_
习题与思考4 yV4rS6=
.0a,%o 8n
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 N"zg)MsX
fvNj5 Vq:
5.1激光衍射测量基本原理 W{l{O1,
<aR sogu"P
5.1.1单缝衍射测量 o"19{ D^.
nQm
( UN
5.1.2圆孔衍射测量 ahmxbv3f=5
{y CE >F\
5.2莫尔条纹测量 @ ?/> $
]fdxpq z
5.2.1莫尔条纹的形成原理 h(4&!x
G)8H9 EV
5.2.2莫尔条纹的基本性质 <t"KNKI
8bf~uHAr
5.2.3莫尔条纹测试技术 7 ~ 9Lj
' ]__V[
5.3衍射光栅干涉测量 :<
*x G&
p?H2 W-
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 nYE' 'g+x
=c34MY(#X
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 h~r&7G@[}
=#.qe=
5.4X射线衍射测量 % s),4
I*`;1+`
5.4.1X射线衍射测量原理 GS@ Zc2JPF
C lWxL#L6~
5.4.2X射线衍射测量材料应力 .:(T}\]R
sz@Y$<o
习题与思考5 dm l,|k=
#J`M R05
第6章机器视觉测量 KGP *G
BZr
mhv ;pM6
6.1摄像机模型 RemjiCE0'
h {/lW#[
6.2图像处理技术 ZQI;b0C
n qC @dHP
6.2.1图像滤波 Xwz'h;Ks_
"x4} FQ
6.2.2图像增强 N${Wh|__^l
j|DjO?._'
6.3结构光视觉测量 y.,li<
z>A;|i L
6.3.1激光三角法的测量原理 D0*+7n3
Y0;66bfh}
6.3.2结构光视觉测量系统 z: )z]6
DPBWw[
6.3.3点结构光视觉测量原理 R^Y>v5jAe
w%uM=YmuT
6.3.4线结构光视觉测量原理 rGgP9
(
Mq Q'Kjo
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 2"pFAQBw~i
,UATT]>
6.4双目立体视觉测量 Dwbt^{N ^
PE& $2(
6.4.1数学模型 G"|c_qX
BRF4 p:
6.4.2双目立体视觉的标定方法 [+ (fN
X( qs]:
6.5基于相位的视觉测量 ! vGJ 7
?O.'_YS
6.5.1相移形貌测量 [ n2)6B\/
;9)A+bD ]
6.5.2立体相位偏折测量 Q4B(NYEu(
>7(7
6.6视觉测量的应用举例 ( yv)zg9
}S=m :
VKH
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 #]}]ZE
SS7C|*-Zd
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 m* rw?nLZ
ueu=$.^;g
习题与思考6 gI{56Z
E-L>.tD
第7章激光测速与测距 IcUE=J
,nGZ( EBD
7.1多普勒效应与多普勒频移 (5efNugc
-}KW"#9c
7.2激光多普勒测速 .&;:X )
~4=XYYcka
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 mt ]50}eK
$&KiN8 2,
7.2.2激光多普勒测速技术 PmlQW!gfBi
6T-i BJT
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 F ,h}HlU
J 7]LMw7
7.3激光测距 3&5AbIZ
r`A|2(h5B
7.3.1脉冲激光测距 6bd{3@
fk'DJf[M
7.3.2相位激光测距 .Dt.7 G
Cg&:+
7.4激光测速和测距应用 CQI\/oaO
TQsT L2a
7.4.1车载激光多普勒测速 0khAi|PY
2O
"
~ k
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 KDu~,P]
)( W%Hmi
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 'tMS5d) 4:
j38>5DM6L
习题与思考7 c'uDK>
WlRaD%Q
第8章光纤传感原理与技术 gbu@&
Mk| *=#e;
8.1概述 wOr pp3I
t[%ELHV
8.1.1光纤传感的主要类型 (tz fyZ M
, N@N4<C]
8.1.2光纤传感的主要特点 31{) ~8
k?`Q\
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 jOU 1F1
d ;E
(^l
8.2.1光纤的基本结构 ;;<[_gp,E
=` MMB|{6
8.2.2平板波导介质中的光波模式 _2rxDd1#.
e*hCf5=-
8.2.3光在光纤中的传输规律 l4Q v$
$X]Z-RCK3
8.2.4光纤的传输特性 {^6<Ohe4j
m}GEx)Y D
8.3光纤传感 w02t9vz
BTa#}LBZ+
8.3.1强度调制型光纤传感 -A)/CFIZ
#b+>O+v x8
8.3.2相位调制型光纤传感 dY'>'1>P
9
QI{<q<
8.3.3偏振调制型光纤传感 oxJ#NG D
c*Q6k<SKR
8.3.4波长调制型光纤传感 EV|L~^Q
.MI
5?]_
8.3.5光纤分布式传感
m"t ke'a
:B1a2Y^"
习题与思考8 q a}=p
g33Y]\
第9章激光雷达三维成像技术 P(Z\y^S
.tt= \R
9.1激光雷达三维成像原理 , \R,O
CQ^ I;[=d
9.1.1激光雷达距离方程 >&l{ _b\k
C5&+ 1V rP
9.1.2信噪比 Xr$hQbl5D
*D;VZs0O
9.1.3可探测距离 vC _O! 2E
cvO;xR
9.1.4横向成像参数 e3x;( @j
`]m/za%7
9.2激光三维成像雷达技术 QliP9-im3
o! }/ &
'(
9.2.1机械扫描激光成像雷达 O:Ob{k
egy# 8U)Z
9.2.2面阵成像激光雷达 ff<ad l-
P<s:dH"
9.2.3固态激光成像雷达 $-;x8O]u
iWMgU:T
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 C 8q VYrw
[Se 0+\,&
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 2-.%WhE /
Z'|A>4\
9.4激光三维成像雷达的应用 <nE |Y@S
7T@"2WYat
习题与思考9 AAld2"r
~[9(}UM
第10章光学探针测量 TM?7F2
} P/
x@N
10.1微观表面形貌测量 :h )A/k_
`8 N],X
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 }doJ= lc
MtIhpTX
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 VKXZA2<?'
&4-rDR,
10.2机械式探针测量 ky98Bz%
ZeY kZzN
10.2.1机械式探针测量基本原理 {qkd63 X
{uuvgFC
10.2.2机械式探针测量系统 B^sHFc""V
O.~@V(7ah
10.3光学焦点探测 qvhol
Afq?Ps+
10.3.1强度式探测方法 bLpGrGJs
=*?2+ ;
10.3.2差动探测方法 a ok,qn'j
Il9pL~u
10.3.3散光方法 @C fxPA
"J CvsCe
10.3.4Foucault方法 GDj
ViAFm
i&dMX:fRd
10.3.5斜光束方法 FI|@=l; _
k 1
10.3.6共焦方法 +: oD?h
V`z2F'vT
10.3.7光学焦点探针的特点 Sk 10"D B/
@YfCS8
eH
10.4干涉型光学探针测量 pr(16P
$k&}{c8P
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 #Zy-X_r
Y8yRQ z u
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 n\Y|0\ B
KGI0 |Z]n~
10.5扫描隧道显微镜 dQ4K^u
K?o} B
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 Aa;s.:?
H21\6 GY
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 f C4 D#
` y!6(xI
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素
*R6n +d
iEf 6oM
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 wGC)gW
y`EcB f
10.6原子力显微镜 SEc3`y ;j%
l&d 6G0
10.6.1AFM的基本硬件组成 >cPB:kD'
)A4WK+yD$z
10.6.2AFM的工作原理 6*,8 H&
+jD{ O @9
10.6.3AFM的工作模式 J0U9zI4
S)0bu(a`Z,
10.6.4AFM在力学测量中的应用 Pb|'f(
aO]0|<2
j
10.7扫描近场光学显微镜 <M1XG7_I
.FnO
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 Lw]:/x
.wD>0Ig
10.7.2光子扫描隧道显微镜 q(Y<cJ?X
o 2 5kFD
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 e_wz8]K)n
gq6C6
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 @awaN
1a )NM#
10.8扫描探针显微镜 26E"Ui5q
22 |f!la8n
10.8.1NRC的大范围计量型AFM gkuI!=
)T:{(v7 d`
10.8.2PTB研制的大范围SPM 9Osjh G
EO,;^RtB
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 W&]grG2/
k})Ag7c
习题与思考10 QY 2!.a^q
1WPDMLuN
参考文献 2FO.!m
+0=u ]
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