《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。 Xb +if
=:n[{/O=
[attachment=124599] ;qVEI/
第1章光学测量的基础知识 IYM@(c@ld0
&6|^~(P?
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 9a~BAH,j
/m{ ?o
1.1.1基本概念 & h4Z|h[01
Xv5Ev@T
1.1.2误差与测量不确定度 P B6/<n9#
1z};"A
1.1.3基本构成 Y%?!AmER
4}_w4@(
1.1.4主要应用范围 ^K 77V$v
cV,03]x
1.1.5基本方法 ?D
)qg H
MlC-Aad(
1.1.6发展趋势 I|3v&E 1
_9O }d
1.2光学测量中的常用光源 b1>$sPJ+
kDpZn XP
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 B =Jd%Av
%`T^qh_dE
1.2.2热光源 J*lYH]s
{R{%Z
1.2.3气体放电光源 M4hN#0("4
5W]N]^v
1.2.4固体发光光源 V Y&9kN
tv=FFfQ
1.2.5激光光源 l& ^B
;'18
1.3光学测量中的常用光学器件 A_q3p\b
%k;FxUK i
1.3.1激光准直镜 +$m skj0s
L pi _uK
1.3.2分光镜 I{g2q B$6
)RCqsF jK
1.3.3偏振分光镜 ohtn^o;C}
c{4nW|/W
1.3.4波片 U/&qV"Ih
eP'kY(g8
1.3.5角锥棱镜 BK\~I
.HyiPx3^
1.3.6衍射光栅 $Q$d\Yvi
U#1yl6e\I
1.3.7调制器 cCbr-Z&
G-i_s6Wu
1.3.8光隔离器 Y)5uK:)^
:ktX7p~
1.4光学测量中的常用光电探测器 .W+4sax:
n] {}C.C=
1.4.1常用光电探测器的分类 zt?w n* _
z` ?xS
1.4.2光电探测器的主要特性参数 ZG[ 0rvW
fu "z%h]
1.4.3常用光电探测器介绍 +p}Xmn
>E,L"&_ j
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 4aGpKvW
F5Q. Vh
1.5.1光学测量系统中的噪声 K$v Rk5 U
.p0n\ $r
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 Ay6rUN1ef
y rYaKh
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 L8K 3&[l%
%mv x }xV
1.6.1概述 k'q
!MZU
GQ)cUrXQz
1.6.2机械调制法 i&Cqw~.H
hgr ,v"
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术
8=Y|B5
J& SuUh<
习题与思考1 (V?`W7
ZU@jt q q
第2章光干涉测量 cCKda3v!O
<4HuV.K
2.1光干涉基础知识 ^g){) rz|
M 6Z`Pwv];
2.1.1光的干涉条件 F7Yuk y
A_
z:^9
2.1.2干涉条纹的形状 AG%es0D[H
]b=A/*z
2.1.3干涉条纹的对比度 yXl.Gq>] {
2qR@: ^
2.1.4产生干涉的途径 (X' K)*G#
(8F?yB u
2.2波面干涉测量 uH h2>Px
(P] ^5D
2.2.1概述 >Nqkz?67
=n?@My?;
2.2.2泰曼格林干涉仪 #!j&L6
yf>,oNIAg
2.2.3移相干涉仪 S%|'
/cFo
?& ^l8gE
2.2.4共路干涉仪 Y mSaIf
\s rOU|
2.3激光干涉仪 *g.,[a0
!aoO,P#j
2.3.1迈克尔逊干涉仪 _\] UA?0
O4 URr
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 N.J:Qn`(
j}Mpc;XOc
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 $S=OmdgR
(VR nv
2.4白光干涉仪 _+7f+eB
@}}1xP4Sr
2.5外差式激光干涉仪 yZ6X$I:C
KX@Fgs
2.5.1概述 _J`M>W)8
h<jIg$rA
2.5.2双频激光干涉仪 LDNUywj@w
8 ;bOw
2.5.3激光测振仪 hD=D5LYAZ
ON^u|*kO
2.6激光自混合干涉测量 g-`NsqzD
!b
Km}1T
2.7绝对长度干涉计量 <7h'MNf&
#7) 6X:/O
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Cr"hu;
#wcoLCjs)
2.7.2激光无导轨测量 WocF ID:b
E_#&L({|@
2.8激光干涉测量的重大应用举例 -rrg?4
6
>2!
kM7
2.8.1激光干涉测量引力波 oWT0WS
Z%{2/mQ
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 `8*$$JC
|hAGgo/03
习题与思考2 e;v2`2z2
@B <_ h+
第3章激光准直与跟踪测量 A Ud}) UR
C8- q<t#SF
3.1概述 pgarGaeq
^8*.r+7p
3.1.1激光准直测量基本原理 P^r8JhDJ
36z{TWF
3.1.2激光准直测量系统的组成 LNW p$"
(n G
3.2激光测量直线度原理 @A%`\Ea%
MiI7s ;
3.2.1直线度测量概述 TW$ ^]u~v
q
Sah _N
3.2.2激光测量直线度方法 n1V *VQV
fzcT(y
3.2.3直线度测量误差分析 +-i@R%
e wR0e.g
3.3激光同时测量多自由度误差 V" z0]DP5~
y CVBG
3.3.1滚转角测量 a'r\e2/e?H
4D5)<3N=d'
3.3.2四自由度误差同时测量 N_U
D7P1
tVwN9 2*J
3.3.3五自由度误差同时测量 S45jY=)z
m;|I}{r
3.3.4六自由度误差同时测量 sT ONkd
?UzHQr
3.3.5激光跟踪测量 7UiU3SUcg
;F- kE4w
习题与思考3 .)Q'j94Q
7>TG
]&
第4章激光全息与散斑测量 |gNOv;l
d p].F S
4.1全息术及其基本原理 Cq=c'(cX
#=2~MXa@z7
4.1.1全息术基本原理 4-Amz U
ZzY6M"eUXD
4.1.2全息图的类型 E6uI p^E
Zv_<*uzKZ
4.1.3全息设备基本构成 u=5^xpI<D
ftbu:RtK^^
4.2激光全息干涉测量 & |r)pl 0$
)!Bv8&;e
4.2.1单次曝光法 G9]GK+@&F
E;SF f
4.2.2二次曝光法 Ogb !YF#e
V_:/#G]jeG
4.2.3时间平均法 b@k3y9 &
"xKJ?8
4.3激光全息干涉测量的应用 g~]FI
6b0#z#E
4.3.1位移和形状检测 NB[b[1 Ch
>A6 lX)
4.3.2缺陷检测 59|Tmf(dS;
IcN|e4t^J+
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 3:r;(IaX
2X:n75()
4.4激光散斑干涉测量 t_3XqjuA
rTcH~s
D`
4.4.1散斑的概念 n#iL[
&/Aw
3j6$!89'
4.4.2散斑照相测量 u+N[Cgh
gC?k6)p$N
4.4.3散斑干涉测量 D n^RZLRhy
MCvjdc3:
4.4.4电子散斑干涉 KQh '5o &
3 ;&N3:,X
4.4.5时域散斑干涉 hP #>`)aNY
0 I,-1o|s
4.5散斑干涉测量的应用举例 :`d & |BB
-Y YQnN
习题与思考4 u(P
D +Gz
E/ Pa0.
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Xln'~5~)
6+>q1,<
5.1激光衍射测量基本原理 v vFX\j3
=2<
>dM#`
5.1.1单缝衍射测量 6HyQm?c>a
(URWi caB
5.1.2圆孔衍射测量 ,>) / y
3 *ZE``
5.2莫尔条纹测量 ZJS7#<-7o
y'{0|Xj
5.2.1莫尔条纹的形成原理 w zF"^CJ
cxVnlgq1
5.2.2莫尔条纹的基本性质 (sZ B-
4e* rBTl
5.2.3莫尔条纹测试技术 0q81H./3
Q\ }5q3
5.3衍射光栅干涉测量 Vg0Rc t
~R 3@GaL1
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 r'"H8>UZ%
lbMb
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 a
*>$6H;
-(dc1?COi
5.4X射线衍射测量 +Bgy@.a?
-(P"+g3T
5.4.1X射线衍射测量原理 C"K(-/
\G2&
5.4.2X射线衍射测量材料应力 >Qr(#Bt)
XfharJ_b
习题与思考5 cl[rg j
0 I1bY ]*
第6章机器视觉测量 =98@MX%P
dG\dGSZ\h
6.1摄像机模型 {eL XVNR7R
46sV\In>?
6.2图像处理技术 Q! WXFS
; >bcI).
6.2.1图像滤波 ZJ1 %
wP29 xV"5
6.2.2图像增强 )V7bi^r
Bg {"{poy
6.3结构光视觉测量 Z)?B5FF
s'RE~,
6.3.1激光三角法的测量原理 26?yEd6^Z
fnl~0
6.3.2结构光视觉测量系统 Eu2@%2}P
A@4sb
W_
6.3.3点结构光视觉测量原理 w,n&K6<
Dm2&}{&K
6.3.4线结构光视觉测量原理 g m'8,ZL
)cxLpTr
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 F[5[@y
< j^8L^
6.4双目立体视觉测量 1%g%I8W%
K 0R<a~
6.4.1数学模型 hX;JMQ915
=f4>vo}@k
6.4.2双目立体视觉的标定方法 %|Sh|\6A!
D< % /:M
6.5基于相位的视觉测量 (=
#EJB1(
A%(t' z
6.5.1相移形貌测量 /x\{cHAt8J
_9*3Mr)2N
6.5.2立体相位偏折测量 r2"B" %;
}&!fT\4
6.6视觉测量的应用举例 hhRUC&Y%V
()%No tN;
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 eb10=Lmj
vf^ `'
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 O(pa;&"
{-a8^IK,
习题与思考6 apmZ&Ab
=r=?N\7I
第7章激光测速与测距 Ts)ox}rYVm
!'#Y-"=ypk
7.1多普勒效应与多普勒频移 mQwP-s
1!/WC.0
7.2激光多普勒测速 n;QMiz:yY
/fh[_!qN
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 9\ f%+?p
A XN%b2
7.2.2激光多普勒测速技术 df9 jT?l
Lgr(j60 s
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 a\_?zi]s&,
):<9j"Z;At
7.3激光测距 KcPI ,.4{
4Kl{^2
7.3.1脉冲激光测距 }:SWgPfc
,]FcWx
\u
7.3.2相位激光测距 ?OD43y1rzd
{@E(p4W
7.4激光测速和测距应用 #" &<^
_98
%?0
7.4.1车载激光多普勒测速 M VDEV q0
5-[ bd I
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 a I^Z0[P+
lE| Hp
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 .^hk^r
8r{:d i*
习题与思考7 @T 5dPmn
1[4
2f#
第8章光纤传感原理与技术 N g,< 4;
CQ;.}=j
,
8.1概述 J !+)v
HE BKRpt
8.1.1光纤传感的主要类型 @a~GHG[x
P[q 'Y^\
8.1.2光纤传感的主要特点 aWg*f*2f
P[L] S7FTr
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ) y#~eYn
"~+? xke5z
8.2.1光纤的基本结构 x9Oo.[
veq.48E]
8.2.2平板波导介质中的光波模式 QJ%[6S
%Eq4>o?D
8.2.3光在光纤中的传输规律 V(#z{!
LFwRTY,G
8.2.4光纤的传输特性 &\p=s.y?j
A(2!.Y
2?*
8.3光纤传感 S W; %2
8n2MZ9p]
8.3.1强度调制型光纤传感 1w~@'ZyU
6R=dg2tKT
8.3.2相位调制型光纤传感 Bj1{=Pvl
N.1 @!\z@@
8.3.3偏振调制型光纤传感 ]Oh8LcE#BF
\""sf{S9
8.3.4波长调制型光纤传感 I
7 B$X=
\g;o9}@3~
8.3.5光纤分布式传感 P(|+1$#[
HAca'!p
习题与思考8 r5w y] z^
7SVq fWp
第9章激光雷达三维成像技术 JlMD_p A
0D.qc8/V4.
9.1激光雷达三维成像原理 ]>_Ie?L)<
@gM>L xj
9.1.1激光雷达距离方程 5vSJjh S
^hy Y,X
9.1.2信噪比 0Z,a3)jcc
rdBF+YN9/?
9.1.3可探测距离 552yzn1
dd>
qy
9.1.4横向成像参数 BXj] ]S2
V;-$k@$b.
9.2激光三维成像雷达技术 +$SJ@IH[<
D *Hy 2eZ.
9.2.1机械扫描激光成像雷达 [+8i n\T i
EmFL
%++V
9.2.2面阵成像激光雷达 NpLO_-
xp68-&
9.2.3固态激光成像雷达 !kG 2$/lR
<RaUs2Q3.
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 l2|[
WJ[ybzV j
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 !M*$p Qi}
sngM4ikhs
9.4激光三维成像雷达的应用 ^V;h>X|
=_)yV0
习题与思考9 PN"s ^]4
fC<pCdsg
第10章光学探针测量 Smc= -M}
Z!eW_""wp
10.1微观表面形貌测量 }^a"
>$DU
tX'2 $}
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 Mv%"aFC
vlSS w+r9
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 ymo].
(;6v T'hE
10.2机械式探针测量 &4}Uaxt)
#*|Gp_l+%
10.2.1机械式探针测量基本原理 G. l
~!;
l'm\ *=3
10.2.2机械式探针测量系统 *^=z Q~
Z6\H4,k&
10.3光学焦点探测 cy{ ado2
Mq,2S
10.3.1强度式探测方法 gi #g)9HG
(5\VOCT>4%
10.3.2差动探测方法 tmVGJ+gz
}T1.~E
10.3.3散光方法 29tih{ xx
FzM<0FJRX
10.3.4Foucault方法 2, R5mL$
3-6Lbe9H
10.3.5斜光束方法 q> 5 K:5
@Lk!nP
10.3.6共焦方法 , SB5"
HpGI\s
10.3.7光学焦点探针的特点 '5;
/V
1wTPT,k
10.4干涉型光学探针测量 (@nE e?
3 z~d7J
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 UY~N4IR8
<!G%P4)
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 kC8M2 |L
@0[#XA_>
10.5扫描隧道显微镜 /]>8V'e\
J2av t
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 5 !jU i9
Mo4k6@ht_
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 >HL$=J_K?
=tQ^t4_
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 1a@b-V2
d&
}[m Ltv%&
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 \\9I:-j:p
&qMt07
10.6原子力显微镜 ["N_t:9I
a%XF"*^v
10.6.1AFM的基本硬件组成 g|=1U
Il fH
10.6.2AFM的工作原理 o ~`KOe
U-:"Wx%G
10.6.3AFM的工作模式 5[0W+W
)l6( ss!J
10.6.4AFM在力学测量中的应用 6.6; oa4j
w0 &|8y
10.7扫描近场光学显微镜 uWDWf5@
mV++7DY
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 VxW>Xx G0
Y{7)$'At
10.7.2光子扫描隧道显微镜 *|({(aZ
?X^.2+]*&
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 _ZHDr[
Ev ]oPCeA
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 JJ4w]Dd4
, R[<+!RS
10.8扫描探针显微镜 %v)+]Ds{
L#MgoBXr
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 2ut)m\)/)
vWVQ8S.
10.8.2PTB研制的大范围SPM & |I{ju_
]=G dAW
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 Oh; V% G
FM,o&0HSd
习题与思考10 0lLg uBW@
l&{+3 aC:
参考文献 AB=Wj*f r
-GODM128 ^
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