《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。 20t</lq.
dIR6dI
[attachment=124599] p3NTI /-
第1章光学测量的基础知识
Dy[
YL
42m}c1R
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 >5j Hgs#
(Q$]X5L
1.1.1基本概念 [,|Z<
\ O7?!i
1.1.2误差与测量不确定度 E+&]96*Lby
=/Dp*
1.1.3基本构成 `f2m5qTP%
{mp;^/O`er
1.1.4主要应用范围 ^gdg0y!5~
):_x
1.1.5基本方法 "p\XaClpz
Vo%UiV Hy
1.1.6发展趋势 B`4[@$
"F+Wo&
1.2光学测量中的常用光源 O;A/(lPW+
8e lT/Wl
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 \\D~Yg\#
Kup-O
u,
1.2.2热光源 ^j2:fJOU#
fuH Dif,
1.2.3气体放电光源 C%P"Ds=w0N
DOXRU5uP3
1.2.4固体发光光源 Oed &B
NRKAEf_#w
1.2.5激光光源 c3lfmTT6^
B(MO!GNg=
1.3光学测量中的常用光学器件 VmTk4?V4
\~
1.3.1激光准直镜 fxLhVJ"b
K@{jY\AZNx
1.3.2分光镜 qi7wr\XNW
zYOPE 6E
1.3.3偏振分光镜 U6=m4]~Z
$`'^&o;&f
1.3.4波片 0zpP$q$
P|.KMtG
1.3.5角锥棱镜 `bZ_=UAb
GX_Lxc_<f
1.3.6衍射光栅 +V |]:{3W
Y@.> eS
1.3.7调制器 E" X i
/]xd[^
1.3.8光隔离器 4PUM.%
!9o8v0ZI
1.4光学测量中的常用光电探测器 $zCUQthL@
HIh oYSwB
1.4.1常用光电探测器的分类 yB. 6U56
S0=BfkHi.
1.4.2光电探测器的主要特性参数 c_^H;~^rL
.: 7h=neEW
1.4.3常用光电探测器介绍 'd?8OV
,iPkx(
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 9/s-|jD
v2@M,xbxF:
1.5.1光学测量系统中的噪声 y+ :<
0 l_-
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 *pa sI.2s#
dy`~%lX?
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 EoY#D '[
71 /6=aq>n
1.6.1概述 k LD)<D
;U`HvIch
1.6.2机械调制法 <1jiU %!w
9J]LV'f7
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 Pq4sv`q)S
gie X`}
习题与思考1 50H [u |
d'-^ VxO0
第2章光干涉测量 3 oWCQ
Vr0RdO
2.1光干涉基础知识 v 5$zz w
Vfw $>og!
2.1.1光的干涉条件 $9J"r9@@
t1~*q)!Mo
2.1.2干涉条纹的形状
b'Uaj`Sn
9Pb0Olh
2.1.3干涉条纹的对比度 i([A8C_A
R\+$^G}#6
2.1.4产生干涉的途径 cA L u
gVl#pVO`N
2.2波面干涉测量 uw<Ruy
er<~dqZ}]
2.2.1概述 L |H{;r'
(?3( =+t
2.2.2泰曼格林干涉仪 [wOO)FjT
_88~uYG
2.2.3移相干涉仪 0bd.ess
$i` YtV
2.2.4共路干涉仪 G37_
` C
WMC6 dD_6e
2.3激光干涉仪 (HJ60Hj
-FPl",f=r
2.3.1迈克尔逊干涉仪 `150$*K&B
L`p[Dq.
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 JEd/j
zR(
G
dooy~cn
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 7 )]G"m{
9(I4x]`
2.4白光干涉仪 FPMW"~v
& 3a+6!L[
2.5外差式激光干涉仪 %$}iM<
OL=b hZ
2.5.1概述 nAYjSE
8_ LDS
2.5.2双频激光干涉仪 D;E&;vP6%
3A9|{Vaz+6
2.5.3激光测振仪 SW=p5@Hy{
[ +1
i$d
2.6激光自混合干涉测量 MWuVV=rd8a
04"h Qt{[
2.7绝对长度干涉计量 St3~Y{aI|
.6hH}BM
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 I
F@M
M1i|qjb:l
2.7.2激光无导轨测量 WZr~Pb9
iOyYf!yg
2.8激光干涉测量的重大应用举例 {xr]xcM'b
ubQ(O uM"
2.8.1激光干涉测量引力波 ,)RdXgCs
(A S%P?
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 `l}-S |a
oMVwId f
习题与思考2 WAEKvM4*i0
Uwp
+w
第3章激光准直与跟踪测量 q}!4b'z^
F~Li.qF
3.1概述 `#]\Wnp~y
M Q6Y^,B
3.1.1激光准直测量基本原理 'tbb"MEi4
(X 9V-4
3.1.2激光准直测量系统的组成 A_.QHUjpx
zxh"@j$?
3.2激光测量直线度原理 0b4O J[
1gE`_% ?K
3.2.1直线度测量概述 6~}H3rvO}
d d$N4&
3.2.2激光测量直线度方法 0D'Wr(U(
|}`5< a!6U
3.2.3直线度测量误差分析 g{%';
)~ /U+,
3.3激光同时测量多自由度误差 lm|`Lh-
g|P hNo
3.3.1滚转角测量 I ?>#neHc6
coWB KWF
3.3.2四自由度误差同时测量 -db+Y: xUZ
c&++[
3.3.3五自由度误差同时测量 #jX>FXo
~K9U0yp H
3.3.4六自由度误差同时测量 p[b\x_0%c
,:`6x[ +
3.3.5激光跟踪测量 @>Keu\)
o > Lk`\
习题与思考3 b5DrwX{Ff
<IVz mzpL
第4章激光全息与散斑测量 ! Cl/=0$[L
V%ch'
4.1全息术及其基本原理 h uJqqC
.N=hA
4.1.1全息术基本原理 kgz{m;R
+a/o)C{
4.1.2全息图的类型 ^aXBt
ZkW@ |v
4.1.3全息设备基本构成 O[ !o1.
D@^ZpN8r
4.2激光全息干涉测量 >| ?T|
{n]sRz
4.2.1单次曝光法
qR qy
$1+K}tP
4.2.2二次曝光法 v gj^ -
sh ;uKzQ
4.2.3时间平均法 ~t={ \,X\
zc+;VtP|8
4.3激光全息干涉测量的应用 @@wx~|%
:,m)D775S
4.3.1位移和形状检测 $V Wzv4^:
2~V Im#
4.3.2缺陷检测 &._!)al
4MJzx9#
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 (L$~ zw5gr
+ZKhmb!
4.4激光散斑干涉测量 "!tw
,Gp
9Yyg}l:
4.4.1散斑的概念 aLi_Hrb9
W(h8! }
4.4.2散斑照相测量 #OWs3$9
Y/H^*1
4.4.3散斑干涉测量 6#M0AG
D a [C'm=
4.4.4电子散斑干涉 S |>$0P4W(
-j _I_
4.4.5时域散斑干涉 NRi sr
ulf/C%t,R
4.5散斑干涉测量的应用举例 OZD!#YI
PuCDsojclh
习题与思考4 T[-c|
*O> aqu
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 `8;,&<U'`
YX` =M
5.1激光衍射测量基本原理 O[)]dD&'
ttaQlEa=Z
5.1.1单缝衍射测量 3]<re{)J9O
ShJK&70O
5.1.2圆孔衍射测量 Wi[m`#
>}b6J7_
5.2莫尔条纹测量 +RV- VrV
Xexe{h4t_>
5.2.1莫尔条纹的形成原理 _]xt65TL
QZ3(u<f
5.2.2莫尔条纹的基本性质 tx5T^K7[
(\t_Hs::a
5.2.3莫尔条纹测试技术 sD8 m<
V tO;UN
5.3衍射光栅干涉测量 <;cE/W}}
7TkxvSL X
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 ggI=I<7M
c~UAr k S
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 6WN(22Io
-
SS r
5.4X射线衍射测量 HNy/ -
F`0c ?)
5.4.1X射线衍射测量原理 0[:9 Hb6
ml.;wB|
5.4.2X射线衍射测量材料应力 'B (eMnLg
) wY!/&
习题与思考5 0<@KDlF
6I>5~?#
第6章机器视觉测量 U2V^T'Y[
%g u$_S
6.1摄像机模型 sQ}%7BMK
j\'+wVy o
6.2图像处理技术 W 9Vz[
)!k_Gb`#X
6.2.1图像滤波 vZE|Z[M+<
sr+gD* @h
6.2.2图像增强 lMwk.#
W&e'3gk _
6.3结构光视觉测量 z0 2}&^Zzk
4e@&QOo`Cu
6.3.1激光三角法的测量原理 =0h|yjnL/
5'X74`
6.3.2结构光视觉测量系统 /z1p/RiX
^r>f2 x
6.3.3点结构光视觉测量原理 >wKu6-
]a
]Y4 q'KH
6.3.4线结构光视觉测量原理 p9AZ9xr
RQ^m6)BTo
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ]eYd8s+
*#lBQ BH|.
6.4双目立体视觉测量 /WgPXE B
hIVI \U,
6.4.1数学模型 9jO`gWxV8*
'7Me p
]
6.4.2双目立体视觉的标定方法 7deAr$?Wx
%1\v7Xw{9
6.5基于相位的视觉测量 B;z;vrrL
q Vm"f,ruo
6.5.1相移形貌测量 -(\1r2
Y
B y?nd)
6.5.2立体相位偏折测量 J}Qs"+x
#y= ZP:{:t
6.6视觉测量的应用举例 ,< @,gZ ru
L#` 2.nU
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 7
9Qc`3a
&|Lh38s@$#
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 ^W
Y8-6
|XKOXa3.
习题与思考6 :7p9t.R<$h
x3 7/cu
第7章激光测速与测距 N;-/w ip
6exI_3A4jh
7.1多普勒效应与多普勒频移 "jL1. 9%"
}#yU'#|d
7.2激光多普勒测速 (n=9c%w
=X%!YZk p
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 X=v~^8M7%
t< sp%zXZ
7.2.2激光多普勒测速技术 {(rf/:X !p
EjWgaV
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 :KEq<fEI
5;W\2yj
7.3激光测距 Q_ctX|.
[6AHaOhR'
7.3.1脉冲激光测距 r5o@+"!
bb|}'
7.3.2相位激光测距 JC=dYP}
bqSM DK
7.4激光测速和测距应用 HHz;0V4w?
O!;H}{[dg
7.4.1车载激光多普勒测速 `9/ 0J-7*
p-.Ri^p
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 '%R< "
Pp ,Um(
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 d] U`?A,
v@VLVf)>9^
习题与思考7 6N"m?g*Z
d
>-!r9"8@
第8章光纤传感原理与技术 >K\3*]>J3
aX|g S\zx
8.1概述 1\/{# c
OY: u',T
8.1.1光纤传感的主要类型 .}o~VT:!?Y
0!pJ5q ,A
8.1.2光纤传感的主要特点 4Rx~s7l
rn;<HT
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 B `i$Wt<7
u t$c)_
8.2.1光纤的基本结构 a0PE^U
h\(B#SN
8.2.2平板波导介质中的光波模式 'xIyGDe
vm8$:W2 }
8.2.3光在光纤中的传输规律 6D|p Qs
H<g 1m
8.2.4光纤的传输特性 S_6g~PHsr
!NTH.U :g
8.3光纤传感 P$ _&
k@yh+ v5
8.3.1强度调制型光纤传感 OVZP x%a
H9 U .lb
8.3.2相位调制型光纤传感 oe9lF*$/
O r7
mD
8.3.3偏振调制型光纤传感 O5zE {#
UbO4%YHt
8.3.4波长调制型光纤传感 S`0NPGn;@[
/'ZKS T4
8.3.5光纤分布式传感 {=67XrWN1
\Wr,<Y
习题与思考8 J/ vK6cO\
+1QK}H ~
第9章激光雷达三维成像技术 c;9.KCpwx
+y/ 55VLq
9.1激光雷达三维成像原理 U6<M/>RG$
X d3}Vn=
9.1.1激光雷达距离方程 \9`#]#1bx5
BgM%+b8u
9.1.2信噪比 iPvuz7j=h
Q,gLi\siI
9.1.3可探测距离 FH8k'Hxg
O(c@PJem
9.1.4横向成像参数 YHB9mZi
.fp&MgiQ
9.2激光三维成像雷达技术 kJ T +
)"| ||\Iv
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ^`XCT
(5a1P;_Y
9.2.2面阵成像激光雷达 >&Y-u%}U
^AL2H'
9.2.3固态激光成像雷达 @ }&_Dv f
eM2|c3/
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 T]9m:z X9s
v+xB7w
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 V
kjuyK
P6\6?am
9.4激光三维成像雷达的应用 Yf}xwpuLk
,6{iT,~@8
习题与思考9 UE.4q Y_7
_MuZ4tc
第10章光学探针测量 5)UQWnd5
4 CrLkr
10.1微观表面形貌测量 %S \8.
9t$] X>}
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 M'L;N!1A
%\Wf^6Y^
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 }Wh6zT)
GpI!J}~m
10.2机械式探针测量 G8J*Wnwu[K
Pw[g
10.2.1机械式探针测量基本原理 !h`kX[:
z~{&}Em ~
10.2.2机械式探针测量系统 [{
~TcT
F(,UA+$A
10.3光学焦点探测 ]uQqn]+I!
=d)-Fd2li
10.3.1强度式探测方法 'hqBo|
S/tIwG
~e3
10.3.2差动探测方法 wW>fV P r
2%u;$pj
10.3.3散光方法 SF[FmN!^^
\tN-(=T
10.3.4Foucault方法 !?!C'-ps
SF* n1V3hx
10.3.5斜光束方法 ,9D+brm
4\M.6])_
10.3.6共焦方法 7U|mu~$.!
ZJ*g)) k7
10.3.7光学焦点探针的特点 7 msAhz
nh>K`+>co
10.4干涉型光学探针测量 %w7pkh,
2lVHZ\G
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 2*iIj w3g
Pr ]Ka
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 -E"GX
H1n1-!%d
10.5扫描隧道显微镜 VVP:w%yW
^ BQrbY
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 26vp1
.iX# A<E}
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 ~{,X3-S_H
j h bonuV_
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 \*f;X aa
j z58E}
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用
Q6' x\
UFAL1c<V
10.6原子力显微镜 /,=@8k!t?
' Z0r>.
10.6.1AFM的基本硬件组成 )B,|@y nu
@ f]{>OS
10.6.2AFM的工作原理 y\dEk:\)
W6 H,6v
10.6.3AFM的工作模式 :0 & X^]\
'R`tLN
10.6.4AFM在力学测量中的应用 w@JKl5
;2' q_Btk4
10.7扫描近场光学显微镜 D%6;^^WyUx
o*U ]v
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 JR CrZW}
26T "XW'_
10.7.2光子扫描隧道显微镜 %NL^ WG:
xk&Jl#v
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 l2N]a9bq@
(jU6GJRP
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 ;JZS ^Wa
dT,o=8fg
10.8扫描探针显微镜 hW!)w
mU}F!J#6
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 3bnS
W5
8 JmFi
10.8.2PTB研制的大范围SPM \]$IDt(s
ys 5&PZg*
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 ,^#yo6-
pPd#N'\ *
习题与思考10 V< k8N^
o sKKt?^?
参考文献 |2{wG 4
"*G.EiLq
|