《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。 ~o'1PAW7
}5
rR^ryA
[attachment=124599] \=%lH = yS
第1章光学测量的基础知识 ~gI%lORqN
3 xyrWl
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 Q "&Mr +
3TwjC:Yhv2
1.1.1基本概念 '/>Mr!H#
s#X/
F
1.1.2误差与测量不确定度 DDrR9}k
CS[]T9|_
1.1.3基本构成 \YvG+7a
hr
vTFJ
1.1.4主要应用范围 +x%u?ZR
e9LX0=
1.1.5基本方法 @)Vpj\jM-C
tYjG8P#
1.1.6发展趋势 u&zY>'}zm
!^arWH[od
1.2光学测量中的常用光源 t'44X
5Kzt8Tv[
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 5H3o?x
65LtCQ }
1.2.2热光源 3%POTAw %
!5*VBE\
1.2.3气体放电光源 dseI~}
j yHa}OT
1.2.4固体发光光源 <pX?x3-'
u({^8: AYu
1.2.5激光光源 u]*7",R
uU
yT^2;/Z
1.3光学测量中的常用光学器件 k~[jk5te
^+(5[z
1.3.1激光准直镜 Z ]A
|"6<
Z mu
1.3.2分光镜 Nc+0_|,
T<]{:\*n
1.3.3偏振分光镜 yy3rh(ea
'{d _q6,%
1.3.4波片 4=,J@N-
s#$t!F??9
1.3.5角锥棱镜 /H'- }C
gP MR,TU
1.3.6衍射光栅 oG,>Pk
?m)<kY
1.3.7调制器 fJ}e
u&~Xgq5[
1.3.8光隔离器 cK$yr)7
Z %pc"
1.4光学测量中的常用光电探测器 v47' dC
xw*e`9vAe
1.4.1常用光电探测器的分类 `EKf 1U\FI
e:G ~P
u`
1.4.2光电探测器的主要特性参数 uda+ +^y:
pm
O9mWq
1.4.3常用光电探测器介绍 Hl E8AbEg
#S 7oW@
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ' o&d!
!8 @yi"n
1.5.1光学测量系统中的噪声 ,:Px(= d4
$ #=d@Nw_
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 i#:To
|\u
VxY]0&sq
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 QQAEG #.5
Gamn,c9
1.6.1概述 ,i_+Z
|Ls
j~'.XD={
1.6.2机械调制法 rxp|[>O<
S257+ K9
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 9~V'Wev
g1t6XVS$9
习题与思考1 L@Rgiq|v-|
Ti2cD
第2章光干涉测量 !Yc:yF
nWK8.&{.
2.1光干涉基础知识 *<\ `"C;
O/eZ1YAC
2.1.1光的干涉条件 ]t<=a6 <P
IJf%OA>v
2.1.2干涉条纹的形状 -'c
qepC{T
;Am3 eJa*-
2.1.3干涉条纹的对比度 rl.K{Uad
fTEZ@ #p
2.1.4产生干涉的途径 L v+{@)
]*NYuE gc
2.2波面干涉测量 C).\ J !
[Fh YQI
2.2.1概述 fDr$Wcd~
YI0l&'7
2.2.2泰曼格林干涉仪 %Za}q]?
:s_o'8z7L
2.2.3移相干涉仪 :uYZ1O
|ts0j/A]Pi
2.2.4共路干涉仪 ltOS()[X
1 tbA-+
2.3激光干涉仪 +x uv+mo
bofI0f}5.
2.3.1迈克尔逊干涉仪 \zU<o~gs
!W XV1S
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 ,? LE5]
Ht .P670
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 -+ F,L8
M XW1 :
2.4白光干涉仪 ~Jf(M ^E
`NhG|g
2.5外差式激光干涉仪 R.i ]6H!
e,C c.T\o
2.5.1概述 bEF2- FO
lAnOO5@ 8
2.5.2双频激光干涉仪 '7oR|I
<IWg]AJT :
2.5.3激光测振仪 YXo?(T..
(?A
c`H
2.6激光自混合干涉测量 "PMJh 3q
& *tL)qKDc
2.7绝对长度干涉计量 xqSZ {E:
0Fkr3x
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 [+F iD
~ g{1lcqQP
2.7.2激光无导轨测量 - f ?
~> )>hy)
2.8激光干涉测量的重大应用举例 KsGW@Ho:
Gt{%O>P8t
2.8.1激光干涉测量引力波 A *BN
wYe;xk`>
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 Yv=L'0K&
NcbW"Qv3
习题与思考2 4Kt0}W
H6Zo|n
第3章激光准直与跟踪测量 Fr50hrtkU
$@s-OQ}
3.1概述 # Ey_.4S
)09ltr0@"
3.1.1激光准直测量基本原理 PP! /WX
i~E0p
,
3.1.2激光准直测量系统的组成 - 5 v{p
Wlg 1t~1=
3.2激光测量直线度原理 'hu' }F{
+PBl3
3.2.1直线度测量概述 1
jLQij
k@9hth2Q
3.2.2激光测量直线度方法 Tcv/EST
E<D^j^T
3.2.3直线度测量误差分析 f#Ud=& >j
}@.@k6`n
3.3激光同时测量多自由度误差 W)Mz1v #s
g c I<bY
3.3.1滚转角测量 V(;T {HW&
Uo9@Y{<B
3.3.2四自由度误差同时测量 7[ n
|3
Mk9J~'C_
3.3.3五自由度误差同时测量 _9"ZMUZ{
vH}VieU
3.3.4六自由度误差同时测量 R' 1 j
4h?@D_{k
3.3.5激光跟踪测量 uEhPO
'I}wN5`
习题与思考3 6J- /%
\PZ;y=]p}
第4章激光全息与散斑测量 ]):>9 q$C
[OPF3W3z
4.1全息术及其基本原理 Ya~Th)'>q
N,8.W"f V
4.1.1全息术基本原理 \ d.\M
NZG
^B/
4.1.2全息图的类型 T+gH38! e
?ecR9X k
4.1.3全息设备基本构成 3A 0Qjj=
QxbG-B^)=
4.2激光全息干涉测量 `c ^ ">L
K[?@nl?,z
4.2.1单次曝光法 v.sjWF
mm*nXJ
4.2.2二次曝光法 C2b<is=H:
k|RY;
8_
4.2.3时间平均法
0,&] 2YJ
:_ F 8O
4.3激光全息干涉测量的应用 }4piZ
ch
O` !X W8
4.3.1位移和形状检测 xY.?OHgG/
9:3`LY3wW
4.3.2缺陷检测 T t Wzjt
0dsL%G ~/N
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 `2\:b^h
6~>h;wC
4.4激光散斑干涉测量 B@ z ng2[
OaT]2 o
4.4.1散斑的概念 A|4
3W =
^R
:zma
4.4.2散斑照相测量 'n"we#
[
U|QP] 6v
4.4.3散斑干涉测量 p1.3)=T
)p#L "r^)
4.4.4电子散斑干涉 -s)h
?D
?I+$KjE +
4.4.5时域散斑干涉 A@Zqh<,Ud
j,9/eZRZ
4.5散斑干涉测量的应用举例 \J#&]o)Y
FI$
-."F
习题与思考4 ^xScVOdP
>[nR$8_J-l
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 ~e) "!r
6Z=Qs=q
5.1激光衍射测量基本原理 Yi[MoYe/K
~gQYgv<7
5.1.1单缝衍射测量 4MzPm ~Ct
@.)[U:N
5.1.2圆孔衍射测量 /<-=1XJI
o xUBlye
5.2莫尔条纹测量 M^ e}w!U
.r-Zz3
5.2.1莫尔条纹的形成原理 U KTfLh
SjF(;0k C
5.2.2莫尔条纹的基本性质 |TQ4:P1T
3xdJ<Lrq
5.2.3莫尔条纹测试技术 W1LR ,:$
DvLwX1(l
5.3衍射光栅干涉测量 IAN={";p
Wi,)a{
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 O.\\)8xA
<R~;|&o,$
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 8<ev5af
<c<! |<x
5.4X射线衍射测量 Lm<WT*@
=[ Z3]#h
5.4.1X射线衍射测量原理 @SaxM4
qUn+1.[%
5.4.2X射线衍射测量材料应力 !g)rp`?
"(dI/}
习题与思考5 Aeo=m}C;
i]4n YYS
第6章机器视觉测量 |QR9#Iv
^^n (s_g
6.1摄像机模型 ,Jn` qvmi
nqTOAL9FF
6.2图像处理技术 B[#n,ay
;k R=vv
6.2.1图像滤波 tGbx/$ Y
BJ'pe[Xa5
6.2.2图像增强 jP 2#w{xq
iTT%_-X-
6.3结构光视觉测量 5Fj9.K~k
4%_xT o
6.3.1激光三角法的测量原理 vM$hCV ~N
59"tHb6 E
6.3.2结构光视觉测量系统 _ yDDPuAi
=w"Kkj>%oh
6.3.3点结构光视觉测量原理 OA} r*Wz
O?"uM >r
6.3.4线结构光视觉测量原理 _V0%JE'
6-g>(g
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 cq3Z}Cp
UlNV%34"
6.4双目立体视觉测量 ro3%VA= V
@t*D<B$
6.4.1数学模型 Xh3b=i|K
0 VG;z#{J
6.4.2双目立体视觉的标定方法 B%k C> J
JL{fW>5y|
6.5基于相位的视觉测量 2m*/$GZ
Z5*(xo ny0
6.5.1相移形貌测量 *
{~`Lw)y
gX(Xj@=(&
6.5.2立体相位偏折测量 T/ eX7p1
#T{)y
6.6视觉测量的应用举例 3c(mZ
VZ">vIRyi|
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 utl-#Wwt/
^,5%fl
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 s16, *;Z
>Bdh`Ot-!
习题与思考6 >ke.ZZV?
]s E)-8
第7章激光测速与测距 i: jB
FU J<gqL
7.1多普勒效应与多普勒频移 8t) g fSG
%B1)m A;
7.2激光多普勒测速 EE`[J0 (
vW!O("\7K<
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 jAv3qMQA
bhbTloCR
7.2.2激光多普勒测速技术 w:iMrQeJg
Hvy$DX|p
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 mO(Y>|mm
j8PeO&n>
7.3激光测距 #b:YY^{g_
A=Hv}lv
7.3.1脉冲激光测距 ^q0`eS
+xsGa{`
7.3.2相位激光测距 _ 8F;-7Sz
F< 5kcu#iL
7.4激光测速和测距应用 KK4e'[Wf
sDT w</@
7.4.1车载激光多普勒测速 #3{}(T7
Q-#<{' (
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 ;*9<lUvu
Tp.]{ *
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 +Wy `X5v
o:"(\$
习题与思考7 K IR3m
)
$ < C",&
第8章光纤传感原理与技术 6 A|XB3
L+T7Ge
q
8.1概述 i gjn9p&_
?*r%*CL
8.1.1光纤传感的主要类型 K : +q9;g
.3XiL=^~Qp
8.1.2光纤传感的主要特点 t%5bDdo
pR=R{=}wV
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 4,h)<(d{
)'e1@CR
8.2.1光纤的基本结构 hA1B C3
%zRuIDmv
8.2.2平板波导介质中的光波模式 -"a(<JC^NI
,F` 1VpTd8
8.2.3光在光纤中的传输规律 RW1+y/#%P
h& v].l
8.2.4光纤的传输特性 Kb;Pd!Q
0 aI@m
8.3光纤传感 Q=vo5)t
M8 \/[R\
8.3.1强度调制型光纤传感 nN@
Ch
*zDDi(@vtK
8.3.2相位调制型光纤传感 Mqk|H~l5c
* a1q M?
8.3.3偏振调制型光纤传感 "lC>_A
? u".*!%
8.3.4波长调制型光纤传感 "oFi+']*
c=bK_Z_
8.3.5光纤分布式传感 =2DK?]K;
+Zr~mwM=x
习题与思考8 !wfUD2 K1
uTPAf^|
第9章激光雷达三维成像技术 !+z^VcV
i ps)-1
9.1激光雷达三维成像原理 CyHHV
ZG#:3d*)
9.1.1激光雷达距离方程 ^;( dF<?'r
3fXrwmBT8
9.1.2信噪比 k $ 8Zg*)
k q?:< ! z
9.1.3可探测距离 i ^Jw`eAmT
+j+
v(-
9.1.4横向成像参数 M6qNh`+HO
u>agVB4\F
9.2激光三维成像雷达技术 M.Tp)ig\#
0+SZ -]
9.2.1机械扫描激光成像雷达 u ysTyzx
Lp@Al#X55
9.2.2面阵成像激光雷达 5M #',(X
:"Tkl$@,
9.2.3固态激光成像雷达 V51k X{S
-b8SaLak
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 }U5$~, *p
$v e$Sq
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 @( E6P;+{
F`(;@L O
9.4激光三维成像雷达的应用 9,\AAISi
t] ]Ig
习题与思考9 |JWYsqJ0U
)dEcKH<#
第10章光学探针测量 0c!^=(
a j
.7t =^
10.1微观表面形貌测量 AGS(ud{
V6((5o#
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 B^zg#x#8
G97 3n
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 #r?[@aJ
xw_$1
S
10.2机械式探针测量 @]}/vsI m
fz|_c*&64
10.2.1机械式探针测量基本原理 $dK430_B
T3SF G]H
10.2.2机械式探针测量系统 c~OPH
0,
D0kz;X
10.3光学焦点探测 8 *{jxN'M
wmXI8'~F&
10.3.1强度式探测方法 QkHG `yW
i1KjQ1\a +
10.3.2差动探测方法 gae=+@z
h4hp5 M
10.3.3散光方法 B B V>Q L
ZfVY:U:o>
10.3.4Foucault方法 ~dLbhjde n
2|B@s3 a
10.3.5斜光束方法 !Y n#3c
_zzNF93Bn
10.3.6共焦方法 .v'`TD).6
iT O Y
10.3.7光学焦点探针的特点 `Eu,SvkF w
X !0 7QKs
10.4干涉型光学探针测量 JTB t=u{6^
2DJg__( "
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 ?vI2mr a+
]F>#0R dc
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 4/mz>eK"
.j|uf[?h
10.5扫描隧道显微镜 3Zyv X]@_
aE3eYl9u
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 I2SH
j6 -
R F'nwzM3
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 =e PX^J*M'
)flm3G2u
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 y3QS! 3I
OU#p^ 5K
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 J:ka@2>|
^P]5@d v
10.6原子力显微镜 n|DMj[uT
9Hb|$/FD
10.6.1AFM的基本硬件组成 Y{#*;p*I
R)*l)bpZ#
10.6.2AFM的工作原理 *vIP\NL?H
E .ji;5
10.6.3AFM的工作模式 +c
C.
ZOS
Pi9?l>
10.6.4AFM在力学测量中的应用 *o:J 4'
GXQ%lQ
10.7扫描近场光学显微镜 ZUS5z+o
]vs}-go
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理
-%% Xx5D
9^?muP<A
10.7.2光子扫描隧道显微镜 L+
XAbL)
zks7wt]A
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 OW@) 6
^ACrWk~UY
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 IO=$+c
-Eq[ J k
10.8扫描探针显微镜 4E2/?3 D
:&'jh/vRN
10.8.1NRC的大范围计量型AFM * jPd=+d
XK@&$~iA3
10.8.2PTB研制的大范围SPM R 4JfH
Wwg<-
9wAJ
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 PeqW+Q.
Wq5 }LO)
习题与思考10 .oT'(6#
74:~F)BP
参考文献 r%iFsV_
g)TZ/,NQ{
|