《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 h R{X7J
pb0E@C/R
[attachment=124599] xmGk*W)P
第1章光学测量的基础知识 :D7|%KK
6bBdIqGb}
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 Z X~
_g@
6x=YQwn~
1.1.1基本概念 LEE C W_:
vs6 ,
1.1.2误差与测量不确定度 x7T + >
O--7<Q\
1.1.3基本构成 V,EF'-F
k
n8N,,+
1.1.4主要应用范围 I?Q+9Rmm`J
^zEE6i
1.1.5基本方法 (c v!Y=]
yg]2erR
1.1.6发展趋势 s=Q( C[%I
@
\2#D pr
1.2光学测量中的常用光源 8dK0o>|}
*^ \FI Ud
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 uIMe
?*r!{3T ,u
1.2.2热光源 hY<{t.ws
x| eeRf|
1.2.3气体放电光源 A>.2OC+
@ tRMe6 4
1.2.4固体发光光源 d77r9
,)~E>[=+
1.2.5激光光源 7m5Co>NkuK
{F|48P;J
1.3光学测量中的常用光学器件 _x1EZ&dh
bXM/2Z?6
1.3.1激光准直镜 G [idN3+#
R|!B,b(
1.3.2分光镜 +Zk,2ri
!p
8psi0
1.3.3偏振分光镜 D&hqV)d4R
EP7AP4
1.3.4波片 wb"RB
A9
V:bV ?lt
1.3.5角锥棱镜 u@%|k c `
;mAh Y
1.3.6衍射光栅 ]B9 ^3x[:
b4,jN~ci
1.3.7调制器 K'6[J"dB
f3WSa&eF
1.3.8光隔离器 wz -)1!
N~,_`=yRx
1.4光学测量中的常用光电探测器 ^&c$[~W
)"O{D`uX
1.4.1常用光电探测器的分类 kReG:
. gZZCf&?
1.4.2光电探测器的主要特性参数 C>|@& o1
i RmQ5ezk
1.4.3常用光电探测器介绍 /c+)C "
<rK=9"$y(t
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 |;;!8VO3J
aW5~Be$
_
1.5.1光学测量系统中的噪声 m$ y]Lf
h5 @j`{
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 ACBQ3
VTe.M[:
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 _py2kjA6
!}&" W,,0
1.6.1概述
T<j fAE
.?#uxd~>
1.6.2机械调制法 WO%h"' iJ
& QZV q"
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 @e Qld\h'
,9/5T : 2
习题与思考1 `"y{;PCt_
?=|kC*$/G
第2章光干涉测量 Ht=$] Px
S6 }QFx
2.1光干涉基础知识 f?0s & Xo
O<,r>b,
2.1.1光的干涉条件 ~y\:iL//E
-2NwF4VL
2.1.2干涉条纹的形状 v}il(w;O
EZ% .M*?
2.1.3干涉条纹的对比度 y' tRANxQ
N
<pbO#e
2.1.4产生干涉的途径 lpEDPvD_Vm
Q&+c.S
2.2波面干涉测量 U'3Fou}
_p4}<pG
2.2.1概述 zv%J=N$G
{fG|_+tl3o
2.2.2泰曼格林干涉仪 J@bW^>g*6u
/(%Ig,<"JC
2.2.3移相干涉仪 R# 6H'TVE
_.f@Y`4d
2.2.4共路干涉仪 41;)-(1
Hhf72IX
2.3激光干涉仪 wA0eG@xi)
Kx] > fHK
2.3.1迈克尔逊干涉仪 dM|g`r r
E
2YIF=YWO},
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 F X 1C
e
ze"~Ird
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 Z t`j\^4n
-lp"#^ ;
2.4白光干涉仪 =K6c;
2}`R"MeS
2.5外差式激光干涉仪 u`p_.n:5)
y"R("j $
2.5.1概述 Dm4B
"8t\MKt(
2.5.2双频激光干涉仪 o4 'v> b
[`bZ5*&
2.5.3激光测振仪 6~:+:;
;vUxO<cKFq
2.6激光自混合干涉测量 z+ 6QZQk
5 vGioO
2.7绝对长度干涉计量 =L16hDk o
V* Qe5j9
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 104!!m
<rMv0y+r
2.7.2激光无导轨测量 .WO/=# O
4@~a<P#
2.8激光干涉测量的重大应用举例 zW)gC9_|m-
w@-b
2.8.1激光干涉测量引力波 O"QHb|j
CSH `pU
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 ;r@!a!NLB
GR Q_+K
习题与思考2 u
!. DnKu
cI3KB-lM#
第3章激光准直与跟踪测量 M4H"].Zm
eRVY.E<
3.1概述 #jgqkMOd,j
_]Ey Ea
3.1.1激光准直测量基本原理 w #<^RKk
kyK'
3.1.2激光准直测量系统的组成 O T%V{hD
_2; ^v`[
3.2激光测量直线度原理 @5GBu u^j
(qj,GmcS
3.2.1直线度测量概述 ;fkSrdj
a.CF9m5]c
3.2.2激光测量直线度方法 # hZQ>zcF
.5^a;`-+
3.2.3直线度测量误差分析 iW;}%$lVX
m1i4 ,
3.3激光同时测量多自由度误差 !4pr{S
l JlZHO
3.3.1滚转角测量 \{:%v#ZZ
$wgc vySx
3.3.2四自由度误差同时测量 U ~CdU
{Evcc+E q
3.3.3五自由度误差同时测量 Y[ h#hZ
J2'W =r_#
3.3.4六自由度误差同时测量 :TlAL#
s&
NA=#> f+U%
3.3.5激光跟踪测量 /M]eZ~QKD
#>" }q3RO
习题与思考3 5^b i
7J
e& p_f<
第4章激光全息与散斑测量 CJm.K
/ =-6:L
4.1全息术及其基本原理 RrKfTiK H
TbMdQbj}
4.1.1全息术基本原理 hR!}u}ECd
T0YDfo
4.1.2全息图的类型 UKOFT6|
XzW7eO ,A
4.1.3全息设备基本构成 kq>GMUl~@
eQ$e*|}"m
4.2激光全息干涉测量 Oy:QkV9
LSSW.Oz2L
4.2.1单次曝光法 F. }l(KuJ
cxY$LY!zX
4.2.2二次曝光法 6zv;lx0<D&
3IGCl w(
4.2.3时间平均法 '7t|I6$ow
-% >8.#~G
4.3激光全息干涉测量的应用 ^Wif!u/HM
Q!YF!WoBX
4.3.1位移和形状检测 qQL.c+%L
Uln yTz~
4.3.2缺陷检测 8 ~.iuFp
]7v 81G5E
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 Wx}M1&d/J
kJI3`gS+
4.4激光散斑干涉测量 sTt9'P`
P@2tR5<R
4.4.1散斑的概念 v#iFQV Bq
<nj IXa{
4.4.2散斑照相测量 Cca6L9 %
x)j/
4.4.3散斑干涉测量 r@olC7&
qx Wgt(Os
4.4.4电子散斑干涉 oDz*~{BHg
=E&2 4
4.4.5时域散斑干涉 qe[
r|l53I 5
4.5散斑干涉测量的应用举例 l8er$8 S}
Zy HIMo|
习题与思考4 5LO4P>fq
{EOn r1
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 3aEt >x
1a5?)D
5.1激光衍射测量基本原理 D} mo\
YfTd
5.1.1单缝衍射测量 mgo'MW\
Uc\|X;nkRk
5.1.2圆孔衍射测量 ooomi"u
4\&H?: c.
5.2莫尔条纹测量 !O~}, pp
4Sg <r,G
5.2.1莫尔条纹的形成原理 ^Yf3"D?&
#D/$6ah~m
5.2.2莫尔条纹的基本性质 $/NGNkl[
BXT 80a\
5.2.3莫尔条纹测试技术 RcY6V_Qx
8 o!
5.3衍射光栅干涉测量 5OPS&:
PZKbnu
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 <dq,y>
UN,<6D3\b
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 2.^7?ok
X=fPGyhZ
5.4X射线衍射测量 ;X+G6F'
(xu cZ
5.4.1X射线衍射测量原理 @:S$| D~
U,oD44
5.4.2X射线衍射测量材料应力 |hu"5*
j'G"ZPw1
习题与思考5 & z ./4X
c80
}1
第6章机器视觉测量 R g%R/p)C
j09mI$2y67
6.1摄像机模型 1j oc<EI
=@bXGMsV!
6.2图像处理技术 O{;M6U8C\
^?H\*N4
6.2.1图像滤波 uU8*$+ "
7yY1dR<Y
6.2.2图像增强 L~^e\^sP
E`oSi
ez)
6.3结构光视觉测量 N%|^;4}k
_DNkdS
[[
6.3.1激光三角法的测量原理 W)6U6
hXV4$Dai
6.3.2结构光视觉测量系统 > xxXPvM<`
~@b9
6.3.3点结构光视觉测量原理 D]t~S1ycG7
>GdLEE'w
6.3.4线结构光视觉测量原理 RM?_15m
' 0\0SL
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 tEi@p;Z>
!mw{T D
6.4双目立体视觉测量 m
_t(rn~f6
Pur"9jHa4
6.4.1数学模型 :vn0|7W4
|Y G)NO
6.4.2双目立体视觉的标定方法 9`n P(~
K1m!S9d`x
6.5基于相位的视觉测量 GQYtH#
TE*> a5C|
6.5.1相移形貌测量 w]]x[D]L
:ofE8]
6.5.2立体相位偏折测量 ,g<>`={kK+
hq |j C
6.6视觉测量的应用举例 -9tXv+v?
= y,yQO
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 \K4 CbZ,.
a=}">=]7
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 t<KEx^gb
D7Rbho <
习题与思考6 l(0&6ENyj
&gKP6ANx2
第7章激光测速与测距 I &Eg-96@
2vW,.]95M
7.1多普勒效应与多普勒频移 BIb{<tG^N
2WbZ>^:Nsk
7.2激光多普勒测速 EF_h::A_
P /f ~
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 H |(*$!~e
?(`nBlWQ5
7.2.2激光多普勒测速技术 ~gzpX,{ n
nKZRq&~^E
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 cwDD(j
+Qb2LR
7.3激光测距 Qh1Kl_a?Lv
( .6tz
7.3.1脉冲激光测距 }E)8soQR
'nmYB: &!
7.3.2相位激光测距 $[^ KCNB
q4IjCu+
7.4激光测速和测距应用 <R]Wy}2-
&bO odkOb
7.4.1车载激光多普勒测速 WLj_Zo*^x
Wpg?%+Y
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 QdG?"Bdt2
&caO*R<#J}
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 wtgO;w
XN 0RT>@
习题与思考7 |' l* $
P[|B WNei
第8章光纤传感原理与技术 [/2@=Uh-
t g m{gR
8.1概述 }O- %kl
iM-hWhU
8.1.1光纤传感的主要类型 p%M(G#gOgP
G){1`gAhNJ
8.1.2光纤传感的主要特点 d+$[EDix
ph$&f0A6Xc
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 <?`e9o
S+\M t+o
8.2.1光纤的基本结构 uJAB)ti2I
B#/~U`t*
8.2.2平板波导介质中的光波模式 y^Xxa' y
D3 Ea2}8
8.2.3光在光纤中的传输规律 f@V{}&ZWp
^
8Nr %NJ
8.2.4光纤的传输特性 & /FA>
P$#}-15?|_
8.3光纤传感 R/KWl^oNj
:-jP 8X
8.3.1强度调制型光纤传感 Z#E#P<&d
E(K$|k_>
8.3.2相位调制型光纤传感 <a/ZOuBzZ
Jut'xA2Dr
8.3.3偏振调制型光纤传感 Z;> aW;Wt
(V |q\XS
8.3.4波长调制型光纤传感 Dqo: X`<bT
zw;(:fgY#
8.3.5光纤分布式传感 hE3jb.s(>
1oVD Oo
习题与思考8 cF>;f(X
iF2IR {h
第9章激光雷达三维成像技术 f \%X 7 .
&T 4Cn@
9.1激光雷达三维成像原理 <P)% Ms
uZ{xt6 f
9.1.1激光雷达距离方程 S>zKD
T)?@E/VaS
9.1.2信噪比 O8}s*} ]
%li{VDb
9.1.3可探测距离 %4g4 C#
dodz|5o%
9.1.4横向成像参数 R=f5:8D<-
vf'jz`Z
9.2激光三维成像雷达技术 9<#R;eIs v
?Pf
,5=*B
9.2.1机械扫描激光成像雷达 HrcnyQ`Q0
\ VzQ1B>k
9.2.2面阵成像激光雷达 L?5t <`#lw
fwGz00C/U
9.2.3固态激光成像雷达 J'oz P ^N
t j Bv{
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 #B{F{,vlu,
7PPsEU:rf
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 S %%q n
W;j)ux7jMY
9.4激光三维成像雷达的应用 U%6lYna{M#
RB
0j!H:
习题与思考9 Ts *'f
p5 PON0dS
第10章光学探针测量 p~y
4q4
A^jm <~
10.1微观表面形貌测量 P>cJ~F M
)"Yah
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 D.JVEKLkU
H0:6zSsc=|
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 2/NWWoKw
gnK!"!nL
10.2机械式探针测量 v*p)"J *
;5S7_p2]j
10.2.1机械式探针测量基本原理 +2enz!z#k
R1rfp;
10.2.2机械式探针测量系统 R3 =E?us!
D%}o26K.C
10.3光学焦点探测 $B N+S D!
/60=N `i
10.3.1强度式探测方法 {
^k,iTx
W..>Ny;'3
10.3.2差动探测方法 gI$`d?[0{
ZjID<5#
10.3.3散光方法 PhL5EYn
;^SgV
10.3.4Foucault方法 J*k=|+[
0([jD25J!
10.3.5斜光束方法 T"lqPbK
"l ya|;
10.3.6共焦方法 =I3U.^ :
;qQzF
10.3.7光学焦点探针的特点 %}MM+1eu
%zV v3p:
10.4干涉型光学探针测量 yr DYw T
\M^4Dd Ay
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 BAed [
}tq9 /\
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 S QvB)N Ow
'GT`% c k
10.5扫描隧道显微镜 Y)5}bmL
(S{c*"}2
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 e;\c=J,eE
Qc/J"<Lx
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 ?NeB_<dLa`
D~);:}}>
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 | bUmkw
qa#F}aGd
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 w N.Jy b
jl7-"V>j?;
10.6原子力显微镜 ?`i Bp+iBv
[# H8Mb+7
10.6.1AFM的基本硬件组成 )^3655mb
$l0w {m!P
10.6.2AFM的工作原理 AX?6Q4Gq1
M6n.uho/
10.6.3AFM的工作模式 =-Tetp
< ,n4| z)
10.6.4AFM在力学测量中的应用 KLB?GN?Pb
G(e?]{(
10.7扫描近场光学显微镜 (CwaO m{g
YkbLf#2AE|
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 ~Y[b
QuA=)
J >&GP#7}
10.7.2光子扫描隧道显微镜 ;B@l0 )7(x
B 8,{jwB
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 )Qp?LECrt
=uEhxs j)S
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 ' JVvL
^hJ ,1{o
10.8扫描探针显微镜 zc 5_;!t
F*u;'K
10.8.1NRC的大范围计量型AFM S6I8zk)Z4
(d\bSo$]
10.8.2PTB研制的大范围SPM B(U `Zd
cgAcAcmY
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 ~CscctD{;
ch bs9y0
习题与思考10
~I74'
X8TZePh
参考文献 v'=APl+_
9 R1]2U $|
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