《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。 0j6b5<Gpc*
?b{y#du2a
[attachment=124599] d,(q 3
第1章光学测量的基础知识 cRD;a?0/6s
dh [kx
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 n8_X<jIp3
T#E$sZ
1.1.1基本概念 fHEIys,{
k} &wy
1.1.2误差与测量不确定度 D6&P9e_5
GA[D@Wy
1.1.3基本构成 hif;atO
*ls6k`ymL
1.1.4主要应用范围
pV u[
X';qcn_^
1.1.5基本方法 ecJjE
56P
N|2d9E
1.1.6发展趋势 sCzpNJ"8
`Ds=a`^b
1.2光学测量中的常用光源 .Fge AxflP
.S#i/A'x
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 :.]EM*p?GV
"#7Q} d!x
1.2.2热光源 eF.nNu
?hc=w 2Ci
1.2.3气体放电光源 eLORG(;h4
p}1gac_c
1.2.4固体发光光源 R3lZ|rxv:
D zE^FY
1.2.5激光光源 gWa0x-
hLgX0QV
1.3光学测量中的常用光学器件 'l~7u ({u
fx(8 o+
1.3.1激光准直镜 g_P98_2f.k
<ml?DXT
1.3.2分光镜
(Z?f eUxp
n/Fxjf0W
1.3.3偏振分光镜
#iv4L
t`|Rn9-
1.3.4波片 ,
otXjz
[qRww]g;P|
1.3.5角锥棱镜 V'W*'wo
nKr'cb
1.3.6衍射光栅 ^"
g?m
R$
+RTG:E
1.3.7调制器 h~Z &L2V
JcmMbd&B
1.3.8光隔离器 R(^Sse
ej kUNCKQt
1.4光学测量中的常用光电探测器 hOZTD 0
E2w-b^,5
1.4.1常用光电探测器的分类 l9eTghLi
(n?f016*%d
1.4.2光电探测器的主要特性参数 XfVdYmii
.txtt?ZF2
1.4.3常用光电探测器介绍 U9 b [ t
k`N*_/(|n
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 r ^C(|Vx
T?!SEblP]
1.5.1光学测量系统中的噪声 SWI\;:k
;0oL*d[1Z
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 |&WYu,QQ4
\ { QH ^
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 Y96<c" t
*'aJO }$
1.6.1概述 vjm? X
E8sM`2z5
1.6.2机械调制法 &o t^+uVH
We} 9'X}
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 ,#, K_o z
!\%JOf}
习题与思考1 H'YK j'
_/>I-\xWA
第2章光干涉测量 XZ@+aG_%q
L{>rN`{
2.1光干涉基础知识 ;k#_/c
MDIPoS3BRa
2.1.1光的干涉条件 j 1{` }\ e
ti9e(Jt!O
2.1.2干涉条纹的形状 b~>@x {
cW0\f5[/
2.1.3干涉条纹的对比度 p2b~k[
Gd\ /n*j
2.1.4产生干涉的途径 X 4hz\={
<BBzv -?D
2.2波面干涉测量 ]SU)L5Dt;
oP56f"BE(
2.2.1概述 Y_y!$jd(N
|?0MRX0'g
2.2.2泰曼格林干涉仪 v ,h"u
=*ErN
2.2.3移相干涉仪 %{r3"Q=;W
Hc\@{17
2.2.4共路干涉仪 bV(BwWm
zJ8T.+qJ
2.3激光干涉仪 MNe/H\
|-/@3gPO
2.3.1迈克尔逊干涉仪 jMI30
Fng
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 {*h FG:u
]-#/wC[$l=
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 sXPva@8_
}eZ \~2
2.4白光干涉仪 4pXY7+e2'
OMjPC_
2.5外差式激光干涉仪 b+whZtNk7
.0U[n t6
2.5.1概述 z@19gD#8
NkGtZ.!pk
2.5.2双频激光干涉仪 & I'J4gk[
f&5S`} C
2.5.3激光测振仪 X qm ?@JN
rf+}J_
2.6激光自混合干涉测量 ?rt[
aK
;
Gv-$0{P3
2.7绝对长度干涉计量 q$v0sTk0Y
'Tqusr>lPY
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 .HY,'oC.
X04LAYY_u
2.7.2激光无导轨测量 67T.qX2I$
8#A4 B2
2.8激光干涉测量的重大应用举例 XHgW9 ;M!
A-myY30
2.8.1激光干涉测量引力波 kl1 Q :
o\i t]B
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 6A>bm{`c:
' cS| BT
习题与思考2 17 l?li
ESIJ QM-[+
第3章激光准直与跟踪测量 yNwSiZE X
CcV@YST?
3.1概述 q%A>q ;l:
~qL/P 5*+
3.1.1激光准直测量基本原理 -3d`e2 ^&}
=$^}"} $
3.1.2激光准直测量系统的组成 Z{#3-O<a+n
k{X+Y6'ku
3.2激光测量直线度原理 J]S6%omp>
4J=6U&b
3.2.1直线度测量概述 c@]G;> o
xo
^|d3
3.2.2激光测量直线度方法 dW5r]D[Cx
5\JV }
3.2.3直线度测量误差分析 Q9p2.!/C1
OOnj(%g
3.3激光同时测量多自由度误差 Mt{cX,DS
<H<Aba9\
3.3.1滚转角测量 SZtSUt(ss
@sd{V
3.3.2四自由度误差同时测量 TOP,]N/F
H
-g 9 CW[
3.3.3五自由度误差同时测量 >U4bK^/Bp
#sv}%oV,F
3.3.4六自由度误差同时测量 ' f %oL/,
BjjuZN&
3.3.5激光跟踪测量 /
)[\+Nc
4>Q] \\Lc
习题与思考3 dKchQsgCg
~<W a $~oY
第4章激光全息与散斑测量 #t# S(A9)
v33[Rk'
4.1全息术及其基本原理 <0l:B ;3
'rfs rZ?
4.1.1全息术基本原理 O7&OCo|b%>
f
e^s`dsG
4.1.2全息图的类型 3 XbFg%8YG
[P)](8nR[
4.1.3全息设备基本构成 eIP k$j{e
NLgeBLB
4.2激光全息干涉测量 8|hi2Qeu,c
%$_?%X0=t
4.2.1单次曝光法 NY[48H
.Z 17X_
4.2.2二次曝光法 P=9sP:[f6
7
X~JLvN
4.2.3时间平均法 ( Y mIui>
cIuCuh 0I`
4.3激光全息干涉测量的应用 %uP/v\l
t3Iij0b~
4.3.1位移和形状检测 RD:LNl<0sh
to\$'2F"q
4.3.2缺陷检测 RC/& dB
un,W{*s8*
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 *9r 32]i;
;:)u
rI?
4.4激光散斑干涉测量 N71^ I"@HH
c8cGIAOY)
4.4.1散斑的概念 fj QIuM
L#_QrR6Sny
4.4.2散斑照相测量 VOmS>'$
<&t[E0mU
4.4.3散斑干涉测量 _9/Af1 X
CTX%~1 _`O
4.4.4电子散斑干涉 ]b^bc2:
t{ridA}
4.4.5时域散斑干涉 7H[. o~\
#Pq6q.UB
4.5散斑干涉测量的应用举例 \5)
ZI' q
DEzL] 1;P
习题与思考4 34vH+,!u
q1%xk =8
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 V Z60
\Fy HIs
5.1激光衍射测量基本原理 CT{ X$N
OadGwa\:s
5.1.1单缝衍射测量 -]MZP:s
+$G P(Uu,
5.1.2圆孔衍射测量 DJ NM =v
r*ry8QA
5.2莫尔条纹测量 072`i 46
mw=keY9]
5.2.1莫尔条纹的形成原理 jATN):8W
!z?:Y#P3
5.2.2莫尔条纹的基本性质 LoS% FI
G9>
0w)r
5.2.3莫尔条纹测试技术 E>}3MfL
A Rjox`
5.3衍射光栅干涉测量 54&&=NVs|
[-Mfgw]i
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 2 wZyUB;
HG})V PBa
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 |F>'7JJJ
T (eNK
c2
5.4X射线衍射测量 > bSQ}kXe
8~h.i1L
5.4.1X射线衍射测量原理 Ob7F39):N
=)XC"kU p
5.4.2X射线衍射测量材料应力 #c2JWDH1F
0-A@X>6bs
习题与思考5 &#[6a&9#[A
fYZ)5xnj
第6章机器视觉测量 & Pzr)W(
XiUae{j`
6.1摄像机模型 ;jpsH?3g
jQ?6I1o
6.2图像处理技术 nSV
OS6
[,p[%Dza
6.2.1图像滤波 vC!}%sxVw_
~G`(=\_0
6.2.2图像增强 t[ ^ 68]
mE_?E&T`|
6.3结构光视觉测量 0N*~"j;r#M
#s^~'2^%4
6.3.1激光三角法的测量原理 '|l1-yD_
c27A)`
6.3.2结构光视觉测量系统 ,Tc598 D
$ [8 GFv
6.3.3点结构光视觉测量原理 Ny)!uqul*
+}0/ %5 =1
6.3.4线结构光视觉测量原理 [CJr8Qn
M2e_)f:
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 g)#neEA J
3)+}2
6.4双目立体视觉测量 72 >/@
'uw=)8t7
6.4.1数学模型 ? Dk&5d^d
b7h0V4w
6.4.2双目立体视觉的标定方法 elf2!
o72G oUfs
6.5基于相位的视觉测量 =h9&`iwiu
DkGC +Dw
6.5.1相移形貌测量 n$}Cj}eju
7 xm>+(
6.5.2立体相位偏折测量 xA>O4S D
# Y;_W;#
6.6视觉测量的应用举例 8n^v,s >
fB3W} dr
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 (:]o n^|
k&PxhDf
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 +
\ AiUY
Jx8?x#}
习题与思考6 2p Er
s|r
o3~ecJ?k
第7章激光测速与测距 L^zF@n^5A
Una7O]
7.1多普勒效应与多普勒频移 hWujio/h
MxO0#
7.2激光多普勒测速 0"_FQv
8QN#Pa Y
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 %4~2
$($26g
7.2.2激光多普勒测速技术 +84JvOkWi
se1\<YHDS
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 S-\;f jh
ah \yw
7.3激光测距 ^%V^\DK
prx)Cfv
7.3.1脉冲激光测距 [80L|?, *
1 \_S1ZS
7.3.2相位激光测距 -5~&A6+ILn
`|\z#Et
7.4激光测速和测距应用 ,s*-2Sz
s6|Ev IVM
7.4.1车载激光多普勒测速 ?,J'3nZ'
INFbj8T
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 rG _T!']~
kCO`J AH#
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 `c zL$tN<P
7r? s)ZV
习题与思考7 SW
^F
p pjS|l*`
第8章光纤传感原理与技术 8R;)WlLu=
U&uop$/Cq
8.1概述 U=4tJ b
[4u.*oL&
8.1.1光纤传感的主要类型 `J%iFm/5*
&"(xd@V)]A
8.1.2光纤传感的主要特点 cg-\|H1
-^i[
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 aB6F<"L,
h
<s.o# 8
8.2.1光纤的基本结构 |]tIE{ d
%.
=B=*
8.2.2平板波导介质中的光波模式 p<w2e
%QW1?VVP
8.2.3光在光纤中的传输规律 %z}{jqD&:X
Z Sj[GI
8.2.4光纤的传输特性 Hy _ (
{ G:dhi
8.3光纤传感 Flrpk `4
7$8YBcZ6
8.3.1强度调制型光纤传感 vR X_}`m8#
2E
Ufd\
8.3.2相位调制型光纤传感 bG`aF*10)!
vN`2KCl~3
8.3.3偏振调制型光纤传感 D p)5u@I
uA d4 Zz
8.3.4波长调制型光纤传感 ^XsIQz[q
]m _<lRye
8.3.5光纤分布式传感 >l & N
MlDWK_y_&
习题与思考8 ?pS,?>J f
Rt
&Oz!TQ
第9章激光雷达三维成像技术 IkzY
\uT2)X( N
9.1激光雷达三维成像原理 llbf(!
Y7TW_[_u
9.1.1激光雷达距离方程 k}xXja*
eI%{/>
9.1.2信噪比 I\%a<
`1AVw] k
9.1.3可探测距离 ~J :cod
}Zs
y&K
9.1.4横向成像参数 Pz +2(Z
f,Z* o
9.2激光三维成像雷达技术 i%M6$or
{h < V^r
9.2.1机械扫描激光成像雷达 l :e&w(1H
qD@]FE w!O
9.2.2面阵成像激光雷达 g j(|#n5C
=UGyZV:z5
9.2.3固态激光成像雷达 rD"$,-h
I?2S{]!?
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 p_^Jr* Mv
`x{*P.]N!<
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 k0@b"y*
C`4 m#
9.4激光三维成像雷达的应用 WO w( -
fi |k)
习题与思考9 Rm i4ZPb.
:5Y L!D/&
第10章光学探针测量 6ol*$Q"z
_#9F@SCA
10.1微观表面形貌测量 t)! (s,;T
L5 -p0O`R
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 !
MTmG/^
[&Yrnkgr
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 Y@jO #6R
E79'<;K,zs
10.2机械式探针测量 /0.m|Th'm
{WYJQKs 8
10.2.1机械式探针测量基本原理 cdBD.sg
$N; N vp2
10.2.2机械式探针测量系统 ?pBQaUl&
v (|Arm?
10.3光学焦点探测 wFe ?0u
8@$`'h^6
10.3.1强度式探测方法 ZOAHM1ci
<"GgqyRzv
10.3.2差动探测方法 ^~
95q0hq:
_Se0,Uns
10.3.3散光方法 zwLJ|>
>/BMA;`
10.3.4Foucault方法 0~/'c0Ho
}0y2k 7^]
10.3.5斜光束方法 jTeHI|b
O`M 6 =\
10.3.6共焦方法 Lrrc &;
n'5LY9"
10.3.7光学焦点探针的特点 efT@A}sV
y7X2|$9z-
10.4干涉型光学探针测量 H(A9YxXrZ5
=._V$:a6o
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 {Xjj- @
3 i*H wEh
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 3J3Y t`
Ha)Vf +W
10.5扫描隧道显微镜 !l(O$T9 T
@mD$Z09~
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 ?@>PKUv{
j;7:aM"BQW
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 +u[^@>_I0
_9pcHh Jux
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 -4;$NiB?
PwC9@c%c
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 p.ks
jD
~LfFLC
10.6原子力显微镜 P9W!xvV`w
r.JM!x8
10.6.1AFM的基本硬件组成 (i1q ".
Q"Pl)Q\
10.6.2AFM的工作原理 O{<uW-
.rcXxV@f
10.6.3AFM的工作模式 zM g(\8
M(|6YF7u
10.6.4AFM在力学测量中的应用 {Qf/.[
%7S{g
10.7扫描近场光学显微镜 \dHdL\f
a
!yBEpMo
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 X t%y>'.
N f^6t1se
10.7.2光子扫描隧道显微镜 O' ~>AC5{
0 3?7kAI
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 W}iDT? Qi
_, r6t
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 kZ K1{
\hO}3;*&
10.8扫描探针显微镜 3P|z`}Ka
] :.
10.8.1NRC的大范围计量型AFM "<$JU@P
+Y_ ]<
10.8.2PTB研制的大范围SPM +UX~TT :
K&{ruHoKB
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 q |Orv =v
b(Nxk2uv
习题与思考10 hcT 5> w[
+'"NKZ.>TT
参考文献 i $g6C
c?%}J\<n
|