《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。 e .(
AD@-H0Y
[attachment=124599] h 7
c
第1章光学测量的基础知识 }pOJ M &I
i "GCm`
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 #7BX,jvn>
i}e4P>ADD
1.1.1基本概念 C| g]Y 7
M|9=B<6`7
1.1.2误差与测量不确定度 W_FN*Er
D"ecwx{%;C
1.1.3基本构成 "]kq,j^]
8I)}c1j`v
1.1.4主要应用范围 )o N#%%SB<
]MaD7q>+R
1.1.5基本方法 (>M@Ukam:
<wj}y0(
1.1.6发展趋势 Sc,a jT
*'\ xlsp#
1.2光学测量中的常用光源 } : xj%?ki
q 7aH=dhw
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 d45 mKla(V
5 169E*
1.2.2热光源 a C , ?FWm
]`T*}$|
1.2.3气体放电光源 f6U
i~
h%+6 y
1.2.4固体发光光源 WP ~]pduT
Cw,;>>Y_b<
1.2.5激光光源 |0s)aV|K
y#?AW`|
1.3光学测量中的常用光学器件 _ eg& j
dW} m44X
1.3.1激光准直镜 }e8u p*#me
% P HYJc
1.3.2分光镜 OiJz?G:m
pGT? =/=*
1.3.3偏振分光镜 V)#rP ?Y
# :M <<gk
1.3.4波片 6<
@F
&+Yoob]P
1.3.5角锥棱镜 (GB*+@
j=y{ey7Fd
1.3.6衍射光栅 4 #Id0['
U%H6jVE
1.3.7调制器 zA%$l&QN]
!r %u @[(
1.3.8光隔离器 >8=rD
WwAvR5jq
1.4光学测量中的常用光电探测器 l2
mO{'|C
CI+ @G XY
1.4.1常用光电探测器的分类 ]mdO3P
CCp&+LRvR
1.4.2光电探测器的主要特性参数 _h0hl]rf
Rr"D)|Y;C(
1.4.3常用光电探测器介绍 2 9kR7[k
T[+~-D @
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 K3-Cuku
U2HAIV8
1.5.1光学测量系统中的噪声 -H9WwFk
L{uQ: ;w1
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 hjx= ?
'
i<}/l
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 p$_X\,F
KGNBzy~9
1.6.1概述 }KFM8CbS
]JvZ{fA%*
1.6.2机械调制法 .XPPd?R
tA {?-5
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 HsRQiai*
Xot2L{EIUE
习题与思考1 =5u;\b>*
/6yH ,{(a
第2章光干涉测量 >@uF ye$
= @n `5g
2.1光干涉基础知识 m(p0)X),_i
/\ u1q <
2.1.1光的干涉条件 ^;mnP=`l[
*7G5\[gI$
2.1.2干涉条纹的形状 +hUz/G+3
YT\.${N
2.1.3干涉条纹的对比度 JxLSQ-"
H:!pFj
2.1.4产生干涉的途径 |nT+ W| 0U
>%i] p
2.2波面干涉测量 !B:wzb _
KvkU]s_
2.2.1概述 .qD=u1{p9
F |^tRL-
2.2.2泰曼格林干涉仪 $0P7^4)w:
#!R =h |
2.2.3移相干涉仪 ;noZmPa
f&88 N<)
2.2.4共路干涉仪 @D7/u88|
-Ta|
qQa
2.3激光干涉仪 |eEXCn3{
Ah Rvyj
2.3.1迈克尔逊干涉仪 b_>x;5k
<-O^ol,fX
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 S/)yi
Ys+NIV#Q
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 A? T25<}
[ ['
(,,r
2.4白光干涉仪 NNn sq@?6
6<{XwmM
2.5外差式激光干涉仪 734<X6^1
hd~0qK
2.5.1概述 4'G osQ85
84f^==Y
2.5.2双频激光干涉仪 $J!WuOz4^i
B)=)@h [f
2.5.3激光测振仪 #?klVK&e/
3fdqFJ O
2.6激光自混合干涉测量 O
2W2&vY
<(W:Q3?s
2.7绝对长度干涉计量 GyLp&aa
W z)@k2
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 3eR c>^wh
]Ia}H+ &
2.7.2激光无导轨测量 Zx
U?d
A!IZIT5)m
2.8激光干涉测量的重大应用举例 'l6SL -
<
(65|QA
2.8.1激光干涉测量引力波 Fb<fQIa
}-T
:
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 gX;)A|9e
Y?x c#'
习题与思考2 eoxEnCU
u
-A_l<K
第3章激光准直与跟踪测量 Bnh*;J0
nZ 8jBCh
3.1概述 K?e Y<L
|^C35 6M>
3.1.1激光准直测量基本原理 Fr)6<9%xVm
+XpQ9C d
3.1.2激光准直测量系统的组成
7;$[s6$
- sL4tMP
3.2激光测量直线度原理 (Z?g^kjq)
Yk= 2ld;;
3.2.1直线度测量概述 LZ z] 4Mf
uy 8mhB+]
3.2.2激光测量直线度方法 `P?!2\/
2c%b
3.2.3直线度测量误差分析 ? $~5ti#\
oL
-udH
3.3激光同时测量多自由度误差 :aWC6"ik-W
:[?65q{
3.3.1滚转角测量 > 8%O;3-m#
_NN5e|t
3.3.2四自由度误差同时测量 DMiB \o
A ga{EKd
3.3.3五自由度误差同时测量 {) Pg N
-~ H?R
3.3.4六自由度误差同时测量 i^}ib
RQbN
5q
_n 69b
3.3.5激光跟踪测量 l0 9SWug
~qkn1N%'
习题与思考3 2k+u_tj>
uQ iW{Kja2
第4章激光全息与散斑测量 \
k & ZA
T0"q,lrdxV
4.1全息术及其基本原理 U? A3>
].
0;;v6)
4.1.1全息术基本原理 ^c?$$Tq
O:jaA3
4.1.2全息图的类型 C~R, ,
d /lV+yZ
4.1.3全息设备基本构成 )}1S
`*J/O
V?-SvQIk1
4.2激光全息干涉测量 PE<(eIr
E^? 3P'%^
4.2.1单次曝光法 X1o=rT
>j) y7DSE
4.2.2二次曝光法 QSyPtjg]
_:+ k|I
4.2.3时间平均法 Xk }\-&C7
5U6b\jxX
4.3激光全息干涉测量的应用 k;Ask#rs
M?QX'fia
4.3.1位移和形状检测 G3j'A{
? u~?:a@K
4.3.2缺陷检测 tC\(H=ecP
MS;^@>|wj
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ;TulRx]EA
SHRn $<
4.4激光散斑干涉测量 fr<V ])
(lt{$0
4.4.1散斑的概念 *Qy,?2
}NKnV3G/Z
4.4.2散斑照相测量 ]K|td)1X
Y?\PU{ O
4.4.3散斑干涉测量 -YY@[ 5x?u
:5_394v
4.4.4电子散斑干涉 I}u&iV`
BVu{To:g
4.4.5时域散斑干涉 N1 D r'aw*
-ju}I
4.5散斑干涉测量的应用举例 B :#9
v0KJKrliGO
习题与思考4 lQ#='Jqfp
; @H:+R+(
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 naV bcY
?<1~KLPMhY
5.1激光衍射测量基本原理 o8fY!C)
,AwX7gx22
5.1.1单缝衍射测量 ^w z 2e
G{gc]7\=Cd
5.1.2圆孔衍射测量 f0+vk'Z
]|_ +lik#
5.2莫尔条纹测量 +!$]a^3l
2*a5pFkb
5.2.1莫尔条纹的形成原理 <aQ5chf7
Wv]ODEd
5.2.2莫尔条纹的基本性质 *vOk21z77d
~ nb1c:F
5.2.3莫尔条纹测试技术 gl 27&'?E*
k(M(]y_
5.3衍射光栅干涉测量 SE6 c3
qK]Om6 a~
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 dP=,<H#]m
e*M-y C
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 sBLOrbo
t"P:}ps{?
5.4X射线衍射测量 Rw)=<XV)6
!
=*k+gpF
5.4.1X射线衍射测量原理 3L9@ELY4
C4)m4r%
5.4.2X射线衍射测量材料应力 +h8`8k'}-2
mI5!rrRD|
习题与思考5 p\ DSFB
h} Lrp r2r
第6章机器视觉测量 w9675 D+
DA >TT~L
6.1摄像机模型 y7x*:xR [
r9n:[A&HE
6.2图像处理技术 *gOUpbtXa
zBc |gx
6.2.1图像滤波 R# ZO<g%'
lYS*{i1^ '
6.2.2图像增强 >fzFNcO*
" -S@R=bi
6.3结构光视觉测量 eV j7%9
,n$NF0^l
6.3.1激光三角法的测量原理 (U@$gkUx}G
0<+eN8od.
6.3.2结构光视觉测量系统 (XEJd4r
slaH 2}$xR
6.3.3点结构光视觉测量原理 ~~q>]4>
k:URP`w[X=
6.3.4线结构光视觉测量原理 . f!dH
rTqGtmulG
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 *t_Q5&3L+U
.R)uk
6.4双目立体视觉测量 #3?}MC
mJYD"WgY
6.4.1数学模型 <GLn!~Px@5
6zI}?KZf
6.4.2双目立体视觉的标定方法
g([M hf#
e-#V s{?|r
6.5基于相位的视觉测量 u :H: N]
R{pF IyR
6.5.1相移形貌测量 vRH2[{ KQ9
lIPz "
6.5.2立体相位偏折测量 T3@34} *
k"6 &&
6.6视觉测量的应用举例 yW&ka3j\
#7@p
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 XSGBC:U)l
^I) +u>fJ
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 'mZQ}U =<
y9.?5#aL
习题与思考6 r1 b"ta
FIUQQQ\3
第7章激光测速与测距 '4CD
}
d4p6.3
7.1多普勒效应与多普勒频移 !t} yoN
n|
]CPF7Hf
7.2激光多普勒测速 mF4y0r 0
VOIni<9y
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 h/6^>setz
#q W#>0U
7.2.2激光多普勒测速技术 |a %Wd
F x^X(!)~]
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 M6GiohI_"P
'.C#"nY>1
7.3激光测距 J 5xMA-
| AiMx2
7.3.1脉冲激光测距 RC?vU
F) v
7.3.2相位激光测距 UmY{2 nzY
;#9ioG x
7.4激光测速和测距应用 cL][sI
#jd.i
7.4.1车载激光多普勒测速 |>Fz:b d
x=+>J$~Pb
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 4c[/%e:\-
K)5j
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 SPXv i0Jg
9M5W 4&
习题与思考7 _3< P(w{
H8g%h}6h
第8章光纤传感原理与技术 64]8ykRD-
a=`]
L`|N
8.1概述 w )B ?j
zWH)\>X59
8.1.1光纤传感的主要类型 n oM=8C&U
E@yo/S
8.1.2光纤传感的主要特点 PG}Roj
I
SN]g4}K-
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 k>7bPR5Mw
*")*w> R
8.2.1光纤的基本结构 o OC&w0
.FC+
8.2.2平板波导介质中的光波模式 Z4rk$K'=1w
{f@Q&(g
8.2.3光在光纤中的传输规律 ? ~4x/d%
O6vxp?:^
8.2.4光纤的传输特性 P|Gwt&
>]_^iD]*t
8.3光纤传感 L`X5\D'X
+cSc0:
8.3.1强度调制型光纤传感 vZ811U~}
j/fniyJ)
8.3.2相位调制型光纤传感 iy_Y!wZ{
)Jdku}Pf
8.3.3偏振调制型光纤传感 w;j<$<4=7
`-Ozjb M
8.3.4波长调制型光纤传感 1dw{:X=j
GBT|1c'i
8.3.5光纤分布式传感 `GdH ,:S>
FO%pdLs,
习题与思考8 'Grii ,
J-<_e??
第9章激光雷达三维成像技术 K@{0]6
)G Alj;9A$
9.1激光雷达三维成像原理 ;Q^>F6+_m
{it}\[3
9.1.1激光雷达距离方程 rq4g~e!S
)#cZ&
O
9.1.2信噪比 u[Kz^ga<
u}|v;:|j
9.1.3可探测距离 [DH4iG5
iw3\`,5
9.1.4横向成像参数 1*2ycfa
<kPNe>-f
9.2激光三维成像雷达技术 U|V,&RlbR
jH!;}q
9.2.1机械扫描激光成像雷达 8.n#@%
:PW"7|c!
9.2.2面阵成像激光雷达 ?]$<Ufr
,;Wm>V)o
9.2.3固态激光成像雷达 /51$o\4 S
kN
Ll|in@
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 !p!Qg1O6o
A,~KrRd
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 'z
AvQm
#UoFU{6tM
9.4激光三维成像雷达的应用 ix2i.w dD
xc 1d[dCdp
习题与思考9 [,,@> nyD
L"v rX
第10章光学探针测量 v_EgY2l(
i .uyfV&F
10.1微观表面形貌测量 {VW\EOPV~
RQ =$,
i`
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 kY\faWuR
][jwy-Uy;
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 } &+]UGv
-Pp{aF e
10.2机械式探针测量 |ymW0gh7o$
5=I({=/>
10.2.1机械式探针测量基本原理 cB){b'WJ
:ig=zETM
10.2.2机械式探针测量系统 t!C z;ajNi
#%@bZ f
10.3光学焦点探测 9 d a=q
Os-Z_zSl6
10.3.1强度式探测方法 T&d Njx
pNOE
KiJ
10.3.2差动探测方法 +;l DU}$
jH9PD8D\
10.3.3散光方法 2|lR@L sr
2PyuM=(Wt
10.3.4Foucault方法 +bLP+]7oZ
W ,6q1
10.3.5斜光束方法 Rf8Obk<
W9Azp8)p]
10.3.6共焦方法 y EfAa 6
GqL&hbpi
10.3.7光学焦点探针的特点 >W] Wc4 \
~6kF`}5
10.4干涉型光学探针测量 1[O cZ CS
fYy w2"
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 Nuot[1k S
z@3gNY&7.8
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 _i kKOU^8
/B?wn=][
10.5扫描隧道显微镜 G{fPQ=
&,% n
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 Nm z 5:Rq
t;VMtIW+E
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 )jgz(\ KZ
-c?x5/@3
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 f |B\Y/*X
^g6v#]&WA
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 b'+Wf#.]f0
y4jiOh F<d
10.6原子力显微镜 @NA+Ma{N
{U_ ,y(V
10.6.1AFM的基本硬件组成 "KK}} $>
*uRDB9#9,
10.6.2AFM的工作原理 Al *=%nY
KyX2CfW}t
10.6.3AFM的工作模式 w:%NEa,Z
mvT /sC 7I
10.6.4AFM在力学测量中的应用 9_5>MmiB
S y <E@1
10.7扫描近场光学显微镜 /ojwO J
faRQj:R8
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 98 R/ ^\
153*b^iDBh
10.7.2光子扫描隧道显微镜 :j3'+% '2
;~:Z~8+{c
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 bS8$[7OhX
xI ?'Nh
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 j W8ad{
V)~b+D
10.8扫描探针显微镜 2Xv}JPS2As
}GURq#
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 8BAe6-*S8
4K:Aqqhds
10.8.2PTB研制的大范围SPM o'$ -
| ;a$
l(~<
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 ]SA/KV
81|[Y'f
习题与思考10 OCdX'HN5Y
U~yPQ8jD
参考文献 ^E \4`
RjUrpS[I
|