《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。 HvngjP{>
=wQ= `
[attachment=124599] 0'<S7?~|
第1章光学测量的基础知识 {F4:
G@;aqe[dB
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 B ?4\IXek
5SjS~ 9
1.1.1基本概念 #-`lLI:w0
<eI;Jph5
1.1.2误差与测量不确定度 kDK puA!
ZA P+jX;
1.1.3基本构成 i>~?XVU
6 q q7:
1.1.4主要应用范围 3m^BYr*y^
96BMJE'
1.1.5基本方法 MoA{ /{
f0F$*"#G
1.1.6发展趋势 N 4:'X6u;
y/ FisX
1.2光学测量中的常用光源 s6$3[9Vh&9
Yc$|"to
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 M Q6Y^,B
'tbb"MEi4
1.2.2热光源 (X 9V-4
A_.QHUjpx
1.2.3气体放电光源 3%} Ma,
EI;\of2,
1.2.4固体发光光源 V#~. Jg7
>g[W@FhT'k
1.2.5激光光源 jz)H?UuD Y
DHAW US6
1.3光学测量中的常用光学器件 s :ruCS
(TE2t7ab|M
1.3.1激光准直镜 UyQn onS
b>i=",i\
1.3.2分光镜 ZeeuH"A
1@WGbO Rc*
1.3.3偏振分光镜 FMn&2fH
7'|PHQ? S
1.3.4波片 T rrh`@R
zC Hr
1.3.5角锥棱镜 &Yg/ 08*
.H"hRYPC?
1.3.6衍射光栅 a3;.{6el)H
G
DV-wPX
1.3.7调制器 6fkr!&Dy7
k@L~h{`Mc\
1.3.8光隔离器 )hug<D *h
, <1*
1.4光学测量中的常用光电探测器 .6K>"
% \l,X{X
1.4.1常用光电探测器的分类 aW"!bAdx`,
'T[zh#v>S
1.4.2光电探测器的主要特性参数 mw[4<vfB0a
mV,R0olF
1.4.3常用光电探测器介绍 GcnY= %L?
@m V C
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 vrzX%'
PlZ iTP
1.5.1光学测量系统中的噪声 [Ni4[\
Q7|13^ | C
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 C~qhwwh
I*}#nY0+
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 X }(0y
Gq*)]X{U a
1.6.1概述 >K
:"[?
~-5@- V
1.6.2机械调制法 u7?juI #Cl
!9,
pX
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 (GG"'bYk
Ug21 d42Z4
习题与思考1 h
'[vB^
}&DB5M
第2章光干涉测量
#-T.@a1X
"ILWIzf.]
2.1光干涉基础知识 cA?
x(
n#Roz5/U
2.1.1光的干涉条件 X:lPWz!7{
AxlFU~E4
2.1.2干涉条纹的形状 M"^Vf{X^
gE&W6z0fJ
2.1.3干涉条纹的对比度 jJZsBOW[8
b`W*vduf
2.1.4产生干涉的途径 L\NZ Dkd
gvNZrp>e!
2.2波面干涉测量 u!o]Co>
k-V I9H!,
2.2.1概述 | ",[C3Jg
J4"swPf
2.2.2泰曼格林干涉仪 H@E " )@92
4q13xX
2.2.3移相干涉仪 p &>A5
pYl{:uIPN8
2.2.4共路干涉仪 ]TgP!M&q
O[)]dD&'
2.3激光干涉仪 `t0f L \T
3]<re{)J9O
2.3.1迈克尔逊干涉仪 ShJK&70O
[!@oRK=~
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 qQOD
,6;xr'[o*
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 xs!g{~V{
mO)PJd2ZD
2.4白光干涉仪 t-i6 FS-
d- ;9L56{P
2.5外差式激光干涉仪 oNB,.:
12sD|j
2.5.1概述 V tO;UN
^qO=~U!{
2.5.2双频激光干涉仪 7TkxvSL X
Z .':&7Y
2.5.3激光测振仪 !I5~))E
^2^|AXNES
2.6激光自混合干涉测量 RO{@RhnV
030U7 VT1
2.7绝对长度干涉计量 F|l`YtZZd
q^1aPz
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 0[:9 Hb6
ml.;wB|
2.7.2激光无导轨测量 y168K[p
x} &a {;
2.8激光干涉测量的重大应用举例 J+b!6t}mZn
T5S g2a1&
2.8.1激光干涉测量引力波 4b2mtLn_
g[s\~ MF@s
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 ) p<fL
<s/<b*T
^
习题与思考2 FU\/JF.j
=r@gJw:B
第3章激光准直与跟踪测量 n<?SZ^X{,/
} B"|z'u
3.1概述 tyuk{* Me:
3G%wZ,)C
3.1.1激光准直测量基本原理 qsihQ d
>H}jR[H'
3.1.2激光准直测量系统的组成 I{42'9
Er"R;l]xJ
3.2激光测量直线度原理 /z1p/RiX
^r>f2 x
3.2.1直线度测量概述 >wKu6-
]a
o)tKH@`vE
3.2.2激光测量直线度方法 N&fW9s}
O
xT}I
3.2.3直线度测量误差分析 ;h9-}F
}A1|jY)x
3.3激光同时测量多自由度误差 Yz=h"Zr
u3Usq=I j{
3.3.1滚转角测量 "mPSA Z
WVS$O99Y
3.3.2四自由度误差同时测量 s] y-pZ
%'L].+$t
3.3.3五自由度误差同时测量 %1\v7Xw{9
B;z;vrrL
3.3.4六自由度误差同时测量 V(;55ycr
*$i ; o3
3.3.5激光跟踪测量 %/l-A
pu
-uA 3Y
习题与思考3 euV $2Fg
R2 }k z.
第4章激光全息与散斑测量 `]`= ] *d
EI1W
.V>@
4.1全息术及其基本原理 2J;kD2"!
#puQi
4.1.1全息术基本原理 h@*lWi2K7
^I X%dzM
4.1.2全息图的类型 VK2@2`$
{ p1lae
4.1.3全息设备基本构成 o 'C~~Vg).
{y,nFxLq
4.2激光全息干涉测量 (U|)xA]y!
(M ]XN n
4.2.1单次曝光法 MV:W@)rg
6xH;: B)d
4.2.2二次曝光法 gtD
iv:,fkwG
4.2.3时间平均法 ,~(|p`
}@Xh xZu
4.3激光全息干涉测量的应用 C ,o :
/~40rXH2C
4.3.1位移和形状检测 +7V=aNRlE
8y$5oD6g9
4.3.2缺陷检测 OmB
TA=E<
tY/En-&t
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 Hx$.9'Oq\Q
sffhPX\I
4.4激光散斑干涉测量 jm+ V$YBP
?4^} ;wDb2
4.4.1散斑的概念 N99[.mErU
0|g[o:;fl_
4.4.2散斑照相测量 '%R< "
Pp ,Um(
4.4.3散斑干涉测量 :^ n*V6.4
]k[x9,IU\y
4.4.4电子散斑干涉 Hi^35
D i:{er(p
4.4.5时域散斑干涉 G.E[6G3
C
8N% X2R
4.5散斑干涉测量的应用举例 |2O')3p"9
z&O#v9.NE|
习题与思考4 C>^,*7dS
iHPUmTus--
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 w&%9IJ
TN5>" ? ?"
5.1激光衍射测量基本原理 Hb+X}7c$
u t$c)_
5.1.1单缝衍射测量 a0PE^U
h\(B#SN
5.1.2圆孔衍射测量 C,fY.Ce I
zX98c
5.2莫尔条纹测量 GWhE8EDT
` x COR
5.2.1莫尔条纹的形成原理 g0 PT8]8
}`9jH:q-Z
5.2.2莫尔条纹的基本性质 n +2%tW
'3^Q14`R
5.2.3莫尔条纹测试技术 %,0%NjK
=NadAyv
5.3衍射光栅干涉测量 Goxl3LS<
@Gt`Ds9=
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 3f"C!l]Xu
h Uh+JW
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 p}uncIod
6#U^< `
5.4X射线衍射测量 e 4DMO*6
8] `Ru5nd
5.4.1X射线衍射测量原理 1c$vLo832
?E6^! 4=,
5.4.2X射线衍射测量材料应力 TN\|fzj
>{wuEPA
习题与思考5 /N6}*0Ru
O#)jr-vXdV
第6章机器视觉测量 cL G 6(<L
?^}_j
vT
6.1摄像机模型 ?F_) -
3@_Elu
6.2图像处理技术 {]^O:i"
~Wei|,w'<
6.2.1图像滤波 a7#?h%wf
X %4Kj[I^
6.2.2图像增强 kJ T +
)"| ||\Iv
6.3结构光视觉测量 .XS9,/S
I-DXb
M
6.3.1激光三角法的测量原理 '1Y\[T *
"j^MB)YD
6.3.2结构光视觉测量系统 WF[bO7:
j/KO|iNL2
6.3.3点结构光视觉测量原理 jo9gCP.
v+xB7w
6.3.4线结构光视觉测量原理 wMWW=$h#\
P6\6?am
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 Hr^3`@}#1
A%X X5*
6.4双目立体视觉测量 /TV= $gB`
,eRQu.
6.4.1数学模型 X!>eiYK)
`XKVr
6.4.2双目立体视觉的标定方法 p*2 0-!{A
j.%K_h?V5
6.5基于相位的视觉测量 vUesV%9hq
~Lz%.a;o
6.5.1相移形貌测量 [ 9o4hw
R[jEvyD>(
6.5.2立体相位偏折测量 "N5!mpD"
WQ6"0*er
6.6视觉测量的应用举例 !h`kX[:
z~{&}Em ~
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 :J/M,3
F(,UA+$A
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 ]uQqn]+I!
=d)-Fd2li
习题与思考6 C\*4q8(
~}"]&%Q{J
第7章激光测速与测距 }H"k U2 l
bB}5U@G|
7.1多普勒效应与多普勒频移 (Pbg[AY
T ~4N+fK
7.2激光多普勒测速 5d\q-d
~*W!mlg
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 8|%^3O 0X
~j9O$s~)
7.2.2激光多普勒测速技术 j+-P :xvP
.2)
=vf'd
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 bm% $86
/ JkC+7H4
7.3激光测距 U#&7p)4(
%w7pkh,
7.3.1脉冲激光测距 2lVHZ\G
YXo|~p;=Y
7.3.2相位激光测距 v <Kmq-b
C3NdE_E
7.4激光测速和测距应用 ({WyDu&=
4m )OR
7.4.1车载激光多普勒测速 u8GMUN
P
[Uy
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 {gbn/{
*+)AqKP\Kv
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 ig}A9j?]
<F I-zc a
习题与思考7 ]n."<qxeT
: j }fC8'
第8章光纤传感原理与技术 6Htg5o|W
XxIHoX&
8.1概述 YjOs}TD lx
v[e:qi&fG
8.1.1光纤传感的主要类型 Z_1U9 +,
a ]
=
8.1.2光纤传感的主要特点 U-/{0zB
~w8JH2O
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 n_ lo`
s, k
8.2.1光纤的基本结构 yeDsJ/L
,to+oSZE
8.2.2平板波导介质中的光波模式 Urr#N
FIxFnh3~
8.2.3光在光纤中的传输规律 r}[7x]sP
!$N<ds.
8.2.4光纤的传输特性 Um#Wu]i
^uv<6
8.3光纤传感 _ =CZR7:O
B#/Q'V
8.3.1强度调制型光纤传感 oF(Lji?m
5p.rwNE
8.3.2相位调制型光纤传感 >D201&*G%
=] *.ZH#h
8.3.3偏振调制型光纤传感 gUyR_5q)8l
y6]vl=^L
8.3.4波长调制型光纤传感 a:QDBS2Llv
Hx ,0zS%>
8.3.5光纤分布式传感 Xd^\@
( Jz;W<E
习题与思考8 ~3uP6\F
qOIW(D
第9章激光雷达三维成像技术 e[hcJz!D
-B8 6U6^s
9.1激光雷达三维成像原理 5^^XQ?"
E@7J:|.)R
9.1.1激光雷达距离方程 4:g R r
E[Cb|E
9.1.2信噪比 c("_bOAT
pAT7 )Ch
9.1.3可探测距离 3}e%[AKh
Q-1vw6d
9.1.4横向成像参数 ?lP':'P
:9k Ty:
9.2激光三维成像雷达技术 'C"9QfK
y*X_T,K 8
9.2.1机械扫描激光成像雷达 6? w 0
Y k=PS[ f
9.2.2面阵成像激光雷达 M![J2=
CHz+ 814
9.2.3固态激光成像雷达 hP15qKy
YpqrZWvh
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 -Z's@'*
thhwN
A
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 - \C!I
6'Fd GS
9.4激光三维成像雷达的应用 E~6c -Lw
t<#h$}=:Vt
习题与思考9 SJHr_bawd
P'_H/r/#
第10章光学探针测量 r( P(Rj2~
[sW3l:^
10.1微观表面形貌测量 @ta7"6p-i@
|j,"Pl}il^
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 k?,1x~
HPZ}*m'
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 :\|SQKD
xoN3
10.2机械式探针测量 ml+; Rmvb
RN e^;
B
10.2.1机械式探针测量基本原理 6ZP"p<xX
\ZkA>oO".
10.2.2机械式探针测量系统 [C'JH//q*t
_WRFsDZ'
10.3光学焦点探测 ZusEfh?
lz?$f4TzA
10.3.1强度式探测方法 Rd#WMo2Xd
y2^Y /)
10.3.2差动探测方法 @"^0%/2-
' !eKTC>
10.3.3散光方法 p" KFJ
:s7m4!EF
10.3.4Foucault方法 MB~=f[cUnd
XzEc2)0'v
10.3.5斜光束方法 xjKR R?
o%IA}e7PAa
10.3.6共焦方法 tg<EY!WY
N(F p0
10.3.7光学焦点探针的特点 T[g[&K1Y
=ACVE;L?
10.4干涉型光学探针测量 v]B 3m
A\ HxDIU
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 +nJgl8'^y
&B6E p6QS
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 e4 >_v( '
`)T13Xv
10.5扫描隧道显微镜 rus tMs2p
zem8G2#c
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 d?A
0MKnl
SAy=WV
10.5.2扫描隧道显微镜的功能
EK6:~
Xov Rg,
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 cj$[E]B3V*
<
HVl (O
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 W04 @!_) <
XAF+0 x!
10.6原子力显微镜 _( {hc+9p
Nn!+,;ut
10.6.1AFM的基本硬件组成 {>hC~L?6
onz?_SAW
10.6.2AFM的工作原理 #h`
V>;
r]:(Vk]| F
10.6.3AFM的工作模式 *Q ?tl\E
;$.J3!
10.6.4AFM在力学测量中的应用 /_I]H
1g8_Xe4
10.7扫描近场光学显微镜 }fb#G<3
a7r% X -
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 n"G&ENN"$
$u]jy0X<Y;
10.7.2光子扫描隧道显微镜 4T|b
Cs?e
v0z5j6)-1
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 ZX9 T YN
TaKLzd2
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 itBwCIj G
/Z'L^ L%R
10.8扫描探针显微镜 v+46 QK|I&
WrQD X3
10.8.1NRC的大范围计量型AFM HK,cJah q
[ >8}J "
10.8.2PTB研制的大范围SPM BJ$9v bhZN
j*so9M6|c
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 6#7Lm) g8
I,>- t GK
习题与思考10 6 Ypc`
8 OY 3A
参考文献 JTO~9>$ B
_aGOb;h
|