《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。 .-`7Av+7
h}z ^NX
[attachment=124599] 8 8pz <$
第1章光学测量的基础知识 6VQ*z8wLw
{NKDmeg:D
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 &>@nW!n
u
HG=!#-$9
1.1.1基本概念 0OEyJ|g
=:6Y<ftC
1.1.2误差与测量不确定度 Puily9#
6peO9]Zy
1.1.3基本构成 5^GUuFt5m
O jE wJ$$
1.1.4主要应用范围 ?*4&Z.~J
k2<VUeW5
1.1.5基本方法 *FK!^Y
o*f7/ZP1o
1.1.6发展趋势 \P }~ICZA
V`S6cmwdc\
1.2光学测量中的常用光源 ` B
: Ydf
`"zX<
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 O#Xq0o
pL.r
9T.
1.2.2热光源 Z\(+ awv
G:c)e ,pD
1.2.3气体放电光源 2z tP '
GL nj& Ve
1.2.4固体发光光源 h+,zfVJu
:~ zK0v"
1.2.5激光光源 _s|C0Pt
*1ku2e]z
1.3光学测量中的常用光学器件 2P!Pbl<
f@[q# }6
1.3.1激光准直镜 *; Hvx32I
2[r#y1ro
1.3.2分光镜 Ls5|4%+&
r$=iM:kERC
1.3.3偏振分光镜 8g(%6 ET
oSx]wZZ
1.3.4波片 5 z5#_*)O
|M)'@s:
1.3.5角锥棱镜 (gvaYKvr
::9U5E; !
1.3.6衍射光栅 <[ 8at6;
1 c3gHc7{t
1.3.7调制器 _?Rprmjx}
5``/exG>
1.3.8光隔离器 jU@q Q@|
#If}P$!
1.4光学测量中的常用光电探测器 f lR6^6 E
xs.>+(@|;
1.4.1常用光电探测器的分类 \P^WUWY
Xc R2]\
1.4.2光电探测器的主要特性参数 &Jk0SUk MP
xl5mI~n_~
1.4.3常用光电探测器介绍 8}X tVF ;
h-<('w:A
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ",w@_}z:
+Z/ *=;
1.5.1光学测量系统中的噪声 ^0pd- n@pn
fp.,MIS
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 ,=Xr'7w,
|k^'}n
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 =Qsh3b&<P
Ra%RcUf~sh
1.6.1概述 pTprU)sa7
i`z1if6O
1.6.2机械调制法 d2Z5HFtY
2h I M!wQ
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 + Hc [5WL
)%- FnW
习题与思考1 /[q6"R!uMz
Cf91#% :cN
第2章光干涉测量 &;&i#ZO
+j1s*}8
2.1光干涉基础知识 ,5mK_iUw3
(Dlh;Ic
r9
2.1.1光的干涉条件 WJ<nc+/v:
Mi%i_T^i
2.1.2干涉条纹的形状 P%8
Gaa=
Nv,1F
2.1.3干涉条纹的对比度 5k)QjZo
)M<"YI)g
2.1.4产生干涉的途径 .__XOd} K
=ps3=D
2.2波面干涉测量 ^ r-F@$:.
A5S9F8Q/]
2.2.1概述 B5GT^DaT
<1YINkRz
2.2.2泰曼格林干涉仪 [a:y KJ[
uUB,OmLN
2.2.3移相干涉仪 3k.{gAZKh
4/;hA
z
2.2.4共路干涉仪 -*~ = 4m<
q_bE?j{
2.3激光干涉仪 4zkn~oy
AyKvh
2.3.1迈克尔逊干涉仪 wzVx16Rvc
;IZ*o<_
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 =
NHuj.
)e(Rf!P{
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 PI R# M('
@<=x fs
2.4白光干涉仪 &_Z e@Ir-
<o@&I "
o
2.5外差式激光干涉仪 > Akrbmh5
mFfw*,M
2.5.1概述 -^LUa]"E
f!%G{G^`
2.5.2双频激光干涉仪 Veo*-sl
B >Tfyo
2.5.3激光测振仪
J@sH(S
a\ ;1%2a
2.6激光自混合干涉测量 s~
||Vv!
@ol=gBU
2.7绝对长度干涉计量 '#RzX8|v<
PP)iw@9j
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 w^OV;gp
C))5,aX
2.7.2激光无导轨测量 ,5!&}
_&V%idz!0
2.8激光干涉测量的重大应用举例 K.) ionb
f++MH]I;
2.8.1激光干涉测量引力波 x93h{K f
[Jv0^"]
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 JjA3G`m=
E Q
'L"
习题与思考2 Y-!~x 0-H
7k,pUC-w7c
第3章激光准直与跟踪测量 I|z ak](HU
PD #9Z=Hj
3.1概述 e_RLKFv7
v: \ 8
3.1.1激光准直测量基本原理 DJ_[{WAV
,LI$=lJ@
3.1.2激光准直测量系统的组成 %Ms "LoK
5Ku=Xzvq
3.2激光测量直线度原理 O2i7w1t
N>ncv
3.2.1直线度测量概述 `+D H@ce
mJ+M|#Ox
3.2.2激光测量直线度方法 F1_ s%&
"/e_[_ j
3.2.3直线度测量误差分析 7LEB ,bU
g)?Ol
3.3激光同时测量多自由度误差 zT<fTFJ1
W X"iDz.
3.3.1滚转角测量 LR :PSgy
9NF2a)&~
3.3.2四自由度误差同时测量 L`'#}#O l
,+w9_Gy2H
3.3.3五自由度误差同时测量 C@x\ZG5rA
1V f?Rw
3.3.4六自由度误差同时测量 /80H.|8O
YnR8mVo5Q
3.3.5激光跟踪测量 $4>(}
pbCj
^
习题与思考3 CdBpz/
26M:D&| ZB
第4章激光全息与散斑测量 Wd`*< +t]
I+oe{#:.
4.1全息术及其基本原理 V}3 '0
)Ehi 8
4.1.1全息术基本原理 6jw 9p+.
u+/Uc:XK)
4.1.2全息图的类型 1JQ5bB"
BiY-u/bH9a
4.1.3全息设备基本构成 }b5omHUE%
P"(VRc6x
4.2激光全息干涉测量 QhhL_vP
]z5k YU&
4.2.1单次曝光法 jJY{np
oACbZ#/@n
4.2.2二次曝光法 SFu]*II;{
!dQ mg'_V
4.2.3时间平均法 e{EC# %x_
noNJ+0S
4.3激光全息干涉测量的应用 Ln'y 3~@
zqH G2:MN"
4.3.1位移和形状检测 g6
H}a
&\>=4)HB;
4.3.2缺陷检测 zq6)jH fq.
*{_N*p\{
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 { +~ JTrp
t[e]AU[}
4.4激光散斑干涉测量 u^O!5 'D %
nt&"?
/s
4.4.1散斑的概念 M(^_/ 1Z
H#S`m
4.4.2散斑照相测量 z''ejq
(*M* muk
4.4.3散斑干涉测量 `q9n`h1
|.4>#<$__
4.4.4电子散斑干涉 >' lv Zt
uTdx`>M,O
4.4.5时域散斑干涉 J $W4A T
"ejsz&n
4.5散斑干涉测量的应用举例 E< ILZpP
{#.<h PXn
习题与思考4 +CVB[r#hu
qfkd Q/fP
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 "{S6iH)]8
'fs
tfk
5.1激光衍射测量基本原理 *@ {
qeW.~B!B
5.1.1单缝衍射测量 y6dQ4Whv&
rB|1<jR
5.1.2圆孔衍射测量 85f :!p
%a I,K0\
5.2莫尔条纹测量 ddS3;Rk2
'3w%K+eJY
5.2.1莫尔条纹的形成原理 P L7(0b%
A<]
$[2qPj
5.2.2莫尔条纹的基本性质 X
}` o9]y
v.- r %j{I
5.2.3莫尔条纹测试技术 hx*4x F
V'tqsKQ!
5.3衍射光栅干涉测量 y!dw{Lz
v, CWE
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 c1q;
,(RpBTV
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 !{4' =+
^AShy`o^X
5.4X射线衍射测量 `g_r<EY8/
.l hS
5.4.1X射线衍射测量原理 y^e3Gyk
fP[S.7F+No
5.4.2X射线衍射测量材料应力 FWB
*=.A9
d-C%R9
习题与思考5 a)4%sX*I
{{Qbu }/@
第6章机器视觉测量 z9:yt5ar
bSz@@s.
6.1摄像机模型 )@p?4XsT4J
+J85Re `
6.2图像处理技术 =k* XGbU
=W;e9 6#
6.2.1图像滤波 Go!{@ xx>
'7pzw>E=:
6.2.2图像增强 Y]_$+Si:NK
n|pdYe8\
6.3结构光视觉测量 "hQGk
Ud Vf/ PGx
6.3.1激光三角法的测量原理 [mv!r-=
LXWI'nxV
6.3.2结构光视觉测量系统 -uu&{$
d``wx}#Uk
6.3.3点结构光视觉测量原理 Fg 8lX9L
\>>P%EU,
6.3.4线结构光视觉测量原理 piH0_7qr
3A {)C_1a
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 Q% d1O
kxN
O9w
6.4双目立体视觉测量 eM
5#L,Y{
ok [_Z;
6.4.1数学模型 Y+o\?|q-E
ML MetRP
6.4.2双目立体视觉的标定方法 w[D]\ >QHa
Mvue>)g~>
6.5基于相位的视觉测量 REg M
vBJxhK-
6.5.1相移形貌测量 0{ua SR
o <iU; 15
6.5.2立体相位偏折测量 !yVY[
'l`prp3
6.6视觉测量的应用举例 @ t Pr\F
K,JK9)T
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 !zm;C@}ln
UX[s5#
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 A^p{Cq@E
%LzARTX
习题与思考6 !V(r
p 80
>d=pl}-kOQ
第7章激光测速与测距 <YtjE!2
^iBIp#
7.1多普勒效应与多普勒频移 _' ebXrbZB
}#u #m.
7.2激光多普勒测速 ;gZ/i93:Q
$|@vmv0
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 '<YBoU{ e*
"&/2 @
7.2.2激光多普勒测速技术 |0oaEd^*}
r#2F k &Z9
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 $.kJBRgV*
[FrLxU
7.3激光测距 x~R,rb
:b(W&iBWhI
7.3.1脉冲激光测距 Z]R#F0 "U
'2i !RT-
7.3.2相位激光测距 v*qb zW`
b}ya9tCl;
7.4激光测速和测距应用 (xN1?qXB.
$ ,]U~7S
7.4.1车载激光多普勒测速 0+ $gR~^^
Eyjsbj8
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 kE .4 #
GF8wKx#J
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 [:#K_EI5%
hm d3W`8D
习题与思考7 &mmaoWR
d)bsyZ;U
第8章光纤传感原理与技术 7L6L{~8
W
tE {M
8.1概述 +)WU:aKI
\.O &-oi
8.1.1光纤传感的主要类型 .,p=e$x]
;s{' cN[.
8.1.2光纤传感的主要特点 0"% dPKi
q)Nw$dW<
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 qD ?`Yd
=t)qy5
8.2.1光纤的基本结构 *j&)=8Y|
|k90a QO
8.2.2平板波导介质中的光波模式 M @-:iP
WEe7\ bWF
8.2.3光在光纤中的传输规律 +Tu? PuT7k
( ^y"'B
8.2.4光纤的传输特性 ]#^v754X^T
8$A0 q%n
8.3光纤传感 _Iav2= 0Wi
gee ~>l
8.3.1强度调制型光纤传感 1J/'R37lP
&xN+a{&
8.3.2相位调制型光纤传感 I2}eFz&FE
l;@+=uVDHm
8.3.3偏振调制型光纤传感 {~ F|"v
dB[4N T
8.3.4波长调制型光纤传感 ~ [t#$2d}
<6Gs0\JB
8.3.5光纤分布式传感 =dDPQZEin
-Q@f),
习题与思考8 G Ixs>E'X
?@$xLU HR4
第9章激光雷达三维成像技术 EUuSN| a
*YeQC t-l
9.1激光雷达三维成像原理 <n]P D;.4
gtu<#h(
9.1.1激光雷达距离方程 oH%[8!#
"M j#P9
9.1.2信噪比 |_TI/i >?'
SK'h!Ye5Z
9.1.3可探测距离 mXp#6'a
O%\cRn8m
9.1.4横向成像参数 bc'IoD/
I@ue eD Y
9.2激光三维成像雷达技术 { sC Ni
G5/A {1sz&
9.2.1机械扫描激光成像雷达 >j AFt _
MmjZ q
9.2.2面阵成像激光雷达 D/ ."0 #q
M@.S Q@E
9.2.3固态激光成像雷达 dE_Xd :>
T3z ovnR
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 Mi8)r_l%O
Uw.')ZY=
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 ?yef?JI$p
5N|LT8P}Z
9.4激光三维成像雷达的应用 MIIl+
C(G.yd
习题与思考9 vw2E$ya
3t TOs
第10章光学探针测量 xjo`u:BH
`-pw P
10.1微观表面形貌测量 (O0 Ry2u k
KM?4 J6jH
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 a(A~S u97
$3HqVqF^R
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 [ Xu8~c X
r/!,((Z \
10.2机械式探针测量 cWkg.ri-x
6A Avsu:
10.2.1机械式探针测量基本原理 H:~ p5t
V@`b7GM
10.2.2机械式探针测量系统 bu _ @>`S
2 L4[~>
10.3光学焦点探测 N ^ rpP q
larv6ncV
10.3.1强度式探测方法 N 3L$"g5^
@ ar%` +_
10.3.2差动探测方法 _ Lh0
Df4O~j$U"s
10.3.3散光方法 kBR=a%kG
['}|#3*w
10.3.4Foucault方法 / (BS<A
|:R\j0t
10.3.5斜光束方法 o& 1mX
; CCg]hX
10.3.6共焦方法 , lR(5ZI
*m"9F'(Sd
10.3.7光学焦点探针的特点 ta)gOc)r
R
_s^tL2Pc
10.4干涉型光学探针测量 ~JL
qh
D", L.
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 ;-u]@35
9!n:hhJM
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 1$T`j2s
}+ KM"+@$<
10.5扫描隧道显微镜 4@0 aN6Os
|D)CAQn,
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 *LB-V%{|'
|M7C=z='
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 FAnz0p+t
*U1*/Q.
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 W]D YfR,
fxcE1=a
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 A5Jadz ~
HKJCiQ|k
10.6原子力显微镜 E"E(<a
eQ[akVMk
10.6.1AFM的基本硬件组成 MM32\}Y6
7I[[S!((s
10.6.2AFM的工作原理 U%@PY9#
QIk FX.^
10.6.3AFM的工作模式 P;I,f
l\{Qnb(
10.6.4AFM在力学测量中的应用 F\JS?z t2
i
7] o[
10.7扫描近场光学显微镜 |^ 8 ND #x
H j
>fg2/
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 %_Vz0
D! 7
\2/X$x<?X
10.7.2光子扫描隧道显微镜 n8EKT uy
z#Jw?K _
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 D/=05E%[81
-I5]#%eX^
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 js" Yh
cY!Y?O
10.8扫描探针显微镜 8
siP
Bdh*[S\u@E
10.8.1NRC的大范围计量型AFM I '0[
: _Y^o
10.8.2PTB研制的大范围SPM -`q!mdA2
l^R:W#*+U
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 IA0 vSF:
Byj fPb#
习题与思考10 @] .s^ss9_
E4Q`)6]0
参考文献 md L T7
M{p6&eg
|