《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。 7Z +Fjy-B
#Qg)4[pMJ
[attachment=124599] Lm!]m\LRZD
第1章光学测量的基础知识 x xzUey
$C=XSuPNK
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 <x$nw'H9
MZ0cZv$v!~
1.1.1基本概念 {88|J'*L
[e\IHakj
1.1.2误差与测量不确定度 q%bFR[p<*
K_t >T)K
1.1.3基本构成 XRM/d5
nQ' N S
1.1.4主要应用范围 '% _K"rb
Qd~7OH4Lp
1.1.5基本方法 gs0 jwI
d8 ~%(I9
1.1.6发展趋势 GLub 5GrxR
= MJRQ V67
1.2光学测量中的常用光源 A'}!'1
VJA/d2Oys
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 2T%sHp~qt
%d-WQwJ
1.2.2热光源 N ? S;v&q+
4TQmEM,
1.2.3气体放电光源 t~}c"|<t
qoT&N, /
1.2.4固体发光光源 Qhe<(<^J,
e 7n0 =U0
1.2.5激光光源 F W2x
X ?ZLmP7|
1.3光学测量中的常用光学器件 r1.zURY
_H}hK kG+
1.3.1激光准直镜 X%99@ qv
+F,])p4,]i
1.3.2分光镜 19% "F!^i
}/tf^@
1.3.3偏振分光镜 V_^pP Ba
S,|ZCl>+
1.3.4波片 "7fEL:|j
1bz^$2/k
1.3.5角锥棱镜 Q|VBH5}1O
fGH)Fgo`
1.3.6衍射光栅 WAuT`^"u
2ER _?y
1.3.7调制器 [# X} (
q$H@W. f
1.3.8光隔离器 B`nI] _
ET H
($$M
1.4光学测量中的常用光电探测器 XdzC/ { G
%WP[V{,F
1.4.1常用光电探测器的分类 mJ[_q >
N*PJ m6-
1.4.2光电探测器的主要特性参数 W4#DeT
n0K+/}m
1.4.3常用光电探测器介绍 ]m &Ss
g rI#' x
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 x U{0rM"
+|<bb8%
1.5.1光学测量系统中的噪声 D;48VK/Q
DqI "B
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 -ciwIS9L
xVI"s BUu
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 VWYNq^<AT
>pol'=
1.6.1概述 ]f`UflMO8
iYdg1
1.6.2机械调制法 'm< L}d
!K= $Q Uq
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 SEu:31k{o
P uQ
习题与思考1 {65Y Tt%
FyXO @ yF
第2章光干涉测量 Aj O{c=d
)Fqtb;W=
2.1光干涉基础知识 p Zx x
c>r~pY~$
2.1.1光的干涉条件 VY|U B7,C
A??a:8id^
2.1.2干涉条纹的形状 y+7+({w<
}lq$Fi/
2.1.3干涉条纹的对比度 "}[ ]R
ignOF
2.1.4产生干涉的途径 tp ky
TL -AL tG
2.2波面干涉测量 f*m^x7
5yW}#W>
2.2.1概述 E3x<o<v
jrm^n_6};
2.2.2泰曼格林干涉仪 Xp6Z<Z&N
. 7Pp'-hK
2.2.3移相干涉仪 A-^B ?E
| llmq 'Q
2.2.4共路干涉仪 AXo)(\
HR
2.3激光干涉仪 "HJQAy?W
Sl
\EPK ZD
2.3.1迈克尔逊干涉仪 Tjj27+y*\
i!<(R$ Lo
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 ;ae6h
[
F"tM ?V.|
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 p-z!i +
e)L!4Y44K
2.4白光干涉仪 0'zjPE#
m ndEB!b
2.5外差式激光干涉仪 JvJ)}d$,&
G he@m6|D
2.5.1概述 rd X;
<rU+{&FKNL
2.5.2双频激光干涉仪 cvpZF5mL]U
pC&i!la{o}
2.5.3激光测振仪 h`tf!M D]
eI -FJ/CJ
2.6激光自混合干涉测量 V%^d~^m,H
#yCnM] cEn
2.7绝对长度干涉计量 Wx8 cK=
'E \qqE[;
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 C+C1(b;1
b#S-u }1PE
2.7.2激光无导轨测量 `K2vG`c
,(+ ZD@Rg
2.8激光干涉测量的重大应用举例 ?xE'i[F @
| fn%!d `2
2.8.1激光干涉测量引力波 '? E@H.""
X(>aW*q
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 d%1 Vby
Yp $@i20
习题与思考2 'f.5hX(Y
n+'s9
第3章激光准直与跟踪测量 i_$?sg#=yk
!Ome;g S)
3.1概述 .n}k,da@(
oIK uo~
3.1.1激光准直测量基本原理 h*mKS -TC
d^|r#" o[
3.1.2激光准直测量系统的组成 DH4|lb}
; F jI!V
3.2激光测量直线度原理 d5=yAn-+=
>>>MTV f
3.2.1直线度测量概述 `u8=~]rblj
w< |Lx#L}
3.2.2激光测量直线度方法 B=i%Z _r]w
NB&zBJ#
3.2.3直线度测量误差分析 T(*A 0
#XAH`L\
3.3激光同时测量多自由度误差 y)`q% J&
Uetna!ABB
3.3.1滚转角测量 'G3|PA7v
=ZAR J4 0L
3.3.2四自由度误差同时测量 }An;)!>(nF
h)?Km {u%
3.3.3五自由度误差同时测量 71HrpTl1fw
fR lJ`\ t
3.3.4六自由度误差同时测量 p,2H8I){
%U&ztvR0C
3.3.5激光跟踪测量 JjQTD-^
(/J %Huy
习题与思考3 7+J<N@.d
~#JX
0J=
第4章激光全息与散斑测量 J2$ =H1-
3;EBKGg|
4.1全息术及其基本原理 V5d|Lpm
; 5!8LmZ0#
4.1.1全息术基本原理 Hd~fSXFl
z&A # d
4.1.2全息图的类型 A@I3:V
rj;~SC{
4.1.3全息设备基本构成 ] iiB|xT
ev(E
4.2激光全息干涉测量 1.z !u%2
SQf.R%cg$
4.2.1单次曝光法
l65Qk2<YC
xh!aB6 m8R
4.2.2二次曝光法 S L~ 5[f
Oat
#%
4.2.3时间平均法 7e<\11uI]a
I S }U2d,W
4.3激光全息干涉测量的应用 \'Ca%j
-<q@0IYyi
4.3.1位移和形状检测 [[8 h*[:
V?z-Dt C
4.3.2缺陷检测 _1 HEGX\
Wi!$bL`l
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ;?!pcv Ui
[E/^bM+
4.4激光散斑干涉测量 ~=pyA#VVJ"
R~XNF/QMl
4.4.1散斑的概念 ;Q% 3WD
;F>I+ l_X
4.4.2散斑照相测量 %Z#[{yuFs
Y t0 s
4.4.3散斑干涉测量 %v1*D^))
IHf#P5y_
4.4.4电子散斑干涉 o|c"W}W
)]m_ L$9
4.4.5时域散斑干涉 kpO+
7:h_U9Za?$
4.5散斑干涉测量的应用举例 1
,4V8gp
zH?&FtO
习题与思考4 p B0Do6+{
` oXL
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 {c:ef@'U
,zrShliU
5.1激光衍射测量基本原理 3`Q>s;DjIU
2HJGp+H
5.1.1单缝衍射测量 %c,CfhEV%&
[$(/H;
5.1.2圆孔衍射测量 G@Vz
}B:=
Z~Z+Yt;,9a
5.2莫尔条纹测量 p4{3H+y
,V :RE y
5.2.1莫尔条纹的形成原理 rlVo}kc7:
[=I==?2`X
5.2.2莫尔条纹的基本性质 AA0zt N
oq }Q2[.b
5.2.3莫尔条纹测试技术 r$.v"Wh)
+S>}<OE
5.3衍射光栅干涉测量 }x}JzA +2
mdD9Q
N01
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 -)ag9{ *
$5m_ )]w4a
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 #pw=HHq*(
T~'9p `IW
5.4X射线衍射测量 B[Fuy y?
i#y3QCNqf^
5.4.1X射线衍射测量原理 lw"5p) aB
h 66X746
5.4.2X射线衍射测量材料应力 9ApGn!`
0^{?kg2o_
习题与思考5 XZ8;Ow=
VpMPTEZ*L
第6章机器视觉测量 j;b<oQH
n/]$k4h
6.1摄像机模型 13 T0"}
Y4|g^>{<ni
6.2图像处理技术 m}3POl/*j
S4Vv _k-&
6.2.1图像滤波 zx{O/v
KG
\dag~b<
6.2.2图像增强 {1ic* cZS
Tse
Pdkk
6.3结构光视觉测量 : Gz# 4k
!zNMU$p
6.3.1激光三角法的测量原理 D%Y{(l+X
MrA&xM
6.3.2结构光视觉测量系统 yxa~R z/
$yx34=
6.3.3点结构光视觉测量原理 wB ;'+d&
H19CVc\B
6.3.4线结构光视觉测量原理 txw TJScg
4;ig5'U,
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 d>Z{TFY
[af<FQ {
6.4双目立体视觉测量 RZ[r XV5
#?z 1cgCg
6.4.1数学模型 &n:F])`2
;U|^Tsuc`
6.4.2双目立体视觉的标定方法 ,SAS\!hsE
.#b! #
6.5基于相位的视觉测量 WqC6 c&NM
^m
6.5.1相移形貌测量 4{\h53j$
?eb2T`\0Q
6.5.2立体相位偏折测量 >, &6zj
I/s?] v
6.6视觉测量的应用举例 uv2!][
[D H@>:"dd
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 *s6MF{Ds
%XqLyeOS
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 -< 7KW0CA
t p.qh]2c
习题与思考6 ,diV;d
rY>{L6d
第7章激光测速与测距 F~ n}Ep~1
OwQ 9y<v
7.1多普勒效应与多普勒频移 .JpYZ |
5U[;T]{)e
7.2激光多普勒测速 5CkM0G`
H3.WAg[`
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 9b !+kJD
4.3Bz1p&#
7.2.2激光多普勒测速技术 'B"kUh%3$5
X./4at`
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 ~`{HWm ah
[pmZ0/l
7.3激光测距 J680 |\ ER
R9yK"
7.3.1脉冲激光测距 '8>#`Yba
&,fBg6A%
7.3.2相位激光测距 ~"5WQK`@
/s=TLPm
7.4激光测速和测距应用 }d) >pH
b=QO ^
7.4.1车载激光多普勒测速 *kxk@(lT?
$Tq-<FbM)
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 Ckvm3r\i2
HqU"i Y>b
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 j*$GP'Df3
xGqe )M>8?
习题与思考7 3u7E?*{sH
D;<Q m,[
第8章光纤传感原理与技术 HF5a U:M
Gz!72H
8.1概述 yaA9* k
g?i_10Xlp
8.1.1光纤传感的主要类型 o)?"P;UhJX
[(`T*c.#.X
8.1.2光纤传感的主要特点 /,= wP)
(>>pla^
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 9GkG'
X?Omk, '
8.2.1光纤的基本结构 5<a)SP 0
_?@>S 7-
8.2.2平板波导介质中的光波模式 H U$:x"AW
,q/K&'0`
8.2.3光在光纤中的传输规律 p p#Kb 2*
f<WnPoV
8.2.4光纤的传输特性 "`,PLC
N"T~U\R
8.3光纤传感 X&M4 c5Li
T[<llh'+
8.3.1强度调制型光纤传感 c1CP1 2
Roy`HU
;0a
8.3.2相位调制型光纤传感 !V@Y \M
d
f ;pR8
8.3.3偏振调制型光纤传感 -j]r\EVKS
!U,qr0h
8.3.4波长调制型光纤传感 xwT"Q=|kW
R`Z U'|
8.3.5光纤分布式传感 xv 7^
`Xmf4
习题与思考8 mbd
@'R4zJ&+S
第9章激光雷达三维成像技术
O\]CfzR
V>A@S w
9.1激光雷达三维成像原理 ;b
cy(Fp,\
xJ>hN@5}i
9.1.1激光雷达距离方程 lEZ[0oa
Tr/wG
9.1.2信噪比 Zi@?g IiX
9qQ_#$Vv
9.1.3可探测距离 W3*WR,z
Ax0u \(p<^
9.1.4横向成像参数 Qh/yPOSm:
+#1WOQfAD
9.2激光三维成像雷达技术 Wz:MPdz3(
)@1_Dm@0b
9.2.1机械扫描激光成像雷达 vCbqZdy?
0NpxqeIDY
9.2.2面阵成像激光雷达 b
|m$ W
gA2\c5F<
9.2.3固态激光成像雷达 A+ Y>1-=JO
v]U[7 j
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 N;-+)=M,rf
%>xW_5;Z
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 m++VW0Y>
mN3%;$ND7
9.4激光三维成像雷达的应用 wOHK
dQ'
V}pw ,2s
习题与思考9 .yi. GRk
E;V W6[M
第10章光学探针测量 wzo-V^+q
] wa?~;1^&
10.1微观表面形貌测量 09|d<
|%&WYm 6&#
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 0
"pm7
c 0!bn b
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 dldM h T$
{x2N~1!E
10.2机械式探针测量 0~Yg={IKhK
RF g $N@g,
10.2.1机械式探针测量基本原理 D\j 1`
[^ 7^&/0
10.2.2机械式探针测量系统 S r2c'T"
\e'>$8%T
10.3光学焦点探测 Eto0>YyZ
'OBA nE<.
10.3.1强度式探测方法 6prN, *k5
S 5m1~fz
10.3.2差动探测方法 k wGj 7'
j]Rl1~+M
10.3.3散光方法 SGNi~o
! ~&X1,l1*
10.3.4Foucault方法 1mI)xDi9
4 "l(rg
10.3.5斜光束方法 `'Z ;+h]
x-y=Jor
10.3.6共焦方法 Ms^Y:,;Hi
-k$r kKHZ(
10.3.7光学焦点探针的特点 2$[u&__E
VD36ce9
10.4干涉型光学探针测量 ;EF s2-{K
n2(~r
'r)
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 : ]CZS
TK Ru^KH9
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 bG.aV#$FIg
$`l- cSH;
10.5扫描隧道显微镜 "p2PZ)|
OWOj|j M
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 =x/]2+
s
%I6 iXq#
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 "28x-F+J
2&$ A x
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 5"XcVH4g
>-y'N.l ^
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 S'6(&"XC H
O;qS 3
10.6原子力显微镜 )2bPu[U
(]mN09uE
10.6.1AFM的基本硬件组成 .f(x9|K^
8
A %)m
10.6.2AFM的工作原理 K +w3YA
6wnfAli.
10.6.3AFM的工作模式 [0 MVsc=
jw(v08u >
10.6.4AFM在力学测量中的应用 x]y~KbdeB
p@r~L(>+3
10.7扫描近场光学显微镜 YE V H?`G
U&`M G1uHe
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 ^P&y9dC.
=C<_rBY
10.7.2光子扫描隧道显微镜 5p= T*Y
_4.`$n/Z
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 Hl I*an
q ,}W.
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 4\Q ?4ZX
#G9S[J=xe
10.8扫描探针显微镜 A5?[j
QT0
=GnDiI
10.8.1NRC的大范围计量型AFM ,pf<"^li
BS+N
10.8.2PTB研制的大范围SPM l4r09"S|V
8Jxo;Y
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 `+]4C +w
#p=/P {*
习题与思考10 #XC\= pZX
P" 3{s+ r
参考文献 E(TL+o
:[\}Hn=
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