《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。 {X2`&<i6
!zPG? q]3
[attachment=124599] h2ZkCML
第1章光学测量的基础知识 >FhK #*Pa
U. AjYez
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 | K ?#$~
WwC 5!kZ
1.1.1基本概念 UA[,2MBp
L,d
LE-L
1.1.2误差与测量不确定度 7 r|(} S
^gV T$A
1.1.3基本构成 c4_`Ew^k
P5lqSA{6
1.1.4主要应用范围 o7B [R) 4
0Io'bF
1.1.5基本方法 #j@71]GI
Te2zK7:
1.1.6发展趋势 h2 5G/`
aNyvNEV3C
1.2光学测量中的常用光源 kc/{ [ME
\%sVHt`c
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 @f u M)B1"
C^ Q tSha
1.2.2热光源 Q]rD}Ckv-
iK?b ~Q
1.2.3气体放电光源 _U;eN|Ww
[-&L8Un
1.2.4固体发光光源 Y(\T-
bI
!* 2%"H*
1.2.5激光光源 #W.vX?-'0
{0! ~C=P
1.3光学测量中的常用光学器件 `my e}L2I
Cf B.ZT
1.3.1激光准直镜 H+
h07\?
%
GE>[*zN
1.3.2分光镜 9N%JP+<89
{JV@"t-X3"
1.3.3偏振分光镜 pZ#a p<|>I
IV lf= k
1.3.4波片 %4 \OPw&
[m+i QVk'
1.3.5角锥棱镜 =)O,`.M.Y
1FtM>&%4
1.3.6衍射光栅 M MzGd:0b
$+}+zZX5
1.3.7调制器 v^ d]r Sm
X-Wz:NA
1.3.8光隔离器 y*{Zbz#{
DO7W}WU
1.4光学测量中的常用光电探测器 ,G#.BLH
cX
?PTk1 sB
1.4.1常用光电探测器的分类 y2O4I'/5<
|*RYq2y
1.4.2光电探测器的主要特性参数 >;z<j$;F<
fF*`'i=!
1.4.3常用光电探测器介绍 KJE[+R H+z
]pEV}@7
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 3D9 !M-
Bx [r C
1.5.1光学测量系统中的噪声 2iu_ pjj
K^r)CCO
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 VL[)[~^
-C#PQ V
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 [OOS`N4<
g+-;J+X8
1.6.1概述 _=
#zc4U
::n;VY2&
1.6.2机械调制法 4'KOp&#l
K
o;b0m;~
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 /ug8]L o0
uS&| "*pR
习题与思考1 }FF W |f
E1;@=#t2i
第2章光干涉测量 OL7_'2_z.
8+m H:O
2.1光干涉基础知识 +l^ LlqA
R {,ooxH\J
2.1.1光的干涉条件 CukC6 u b
6io , uh!
2.1.2干涉条纹的形状 | %~+2m
yBLK$@9
2.1.3干涉条纹的对比度 &;LqF#ZL
`P Xz
2.1.4产生干涉的途径 bbxLBD'
PiFD^w
2.2波面干涉测量 c62 =* ] ,
tgL$"chj@x
2.2.1概述 "i:T+#i({O
2tayP@$
2.2.2泰曼格林干涉仪 K!D
o8|
i?Ss: v^
2.2.3移相干涉仪 )o!XWh
j Clj_E
2.2.4共路干涉仪 M Jj4Hd
%7Kooq(i
2.3激光干涉仪 >]'yK!a?
`"vZ);i <
2.3.1迈克尔逊干涉仪 ]E3U
J!!
TEUY3z[g
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 |L_wX:d`9
sqx` ">R
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 TG
n-7 88
=Cqv=
2.4白光干涉仪 =Nz0.:
NGYyn`Lx
2.5外差式激光干涉仪 7dihVvL
$
DjMf,wX-{
2.5.1概述 S\y%4}j
]IJRnVp%
2.5.2双频激光干涉仪 /R
X1UQ.s
Q5S,{ ZeT
2.5.3激光测振仪 }4c o)B"
n$m"]inX
2.6激光自混合干涉测量 FDR1 Gy
a )*6gf< 5
2.7绝对长度干涉计量 @|bP+8oU
`,wu}F85
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Kr L>FI
1|,Pq 9
2.7.2激光无导轨测量 &O[s:
G@S&1=nj3
2.8激光干涉测量的重大应用举例 WUAJjds
{TX OQ >gY
2.8.1激光干涉测量引力波 I
5ag6l
3L-^<'~-k;
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 p]W+ eT
n)8Yj/5
习题与思考2 G,&%VQ3P>
8YY|;\F)J~
第3章激光准直与跟踪测量 8U~.\`H-PT
l QPqc Zd
3.1概述 0Flu\w/+P
]pTvMom$6
3.1.1激光准直测量基本原理 Hr;h4J
=4C}{IL
3.1.2激光准直测量系统的组成 ,S[K{y<
1S%k
3.2激光测量直线度原理 3bC
yTZk
eN0P9.eqM
3.2.1直线度测量概述 bv?0.{Z
OKuD"
3.2.2激光测量直线度方法 { } e^eJ
~M ?|Vn
3.2.3直线度测量误差分析 2x$ x;
\*j
]XUl@Y.
3.3激光同时测量多自由度误差 c $;\i
vfvlB[
3.3.1滚转角测量 T!q_/[i ~7
ateUpGM QU
3.3.2四自由度误差同时测量 5$l9@0D.\
p(3sgY1
3.3.3五自由度误差同时测量 wN ]J8Ir
-@%%*YI>
3.3.4六自由度误差同时测量 y<r}"TAf -
u7]<=*V ]
3.3.5激光跟踪测量 X\GM/A
\,W.0#D8v4
习题与思考3 irx z l3
_pDjg%A>n
第4章激光全息与散斑测量 ~bU7QLr
3V Cqp13
4.1全息术及其基本原理 Q49BU@xX
9$WJ"]
4.1.1全息术基本原理 F+=urc >w
dBEIMn@
4.1.2全息图的类型 c c G[' 7
Zy$L r r!
4.1.3全息设备基本构成 D(Ix!G/
?A=b6Um
4.2激光全息干涉测量 MZm'npRf
vb =CFV#
4.2.1单次曝光法 5rN _jC*U
w$Ux?y- L
4.2.2二次曝光法 'Tf9z+0;
9 pKm*n&
4.2.3时间平均法 3A0_C?E
b;vNq
4.3激光全息干涉测量的应用 = t+ ('
@@pq 'iRn
4.3.1位移和形状检测 4
eh=f!(+
A!HK~yk~Q
4.3.2缺陷检测 G\rj?%
.P/xs4
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 -q2MrJ*
jn=ug42d
4.4激光散斑干涉测量 yjZ2 if
CyTFb$Z
4.4.1散斑的概念 7>je6*(K
E2:D(7(;l
4.4.2散斑照相测量 i &F~=Q`
Cg6;I.K
4.4.3散斑干涉测量 qpgU8f
>ZCo 8aK
4.4.4电子散斑干涉 I)[B9rbe
<q6`~F~|
4.4.5时域散斑干涉 [}k |
U>3
>Ex
4.5散斑干涉测量的应用举例 /RF%1!M
K
RjtC:H&X Z
习题与思考4 YRa4W.&Yn
Sr7@ buF
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 nZW4} ~0j
hmzair3X
5.1激光衍射测量基本原理 gH H&IzHF
XARSGAuw
5.1.1单缝衍射测量 lZ a?Y@
+FBi5h
5.1.2圆孔衍射测量 59MR|Jt
`i4I!E
5.2莫尔条纹测量 ;G Qm[W([
.HD ebi
5.2.1莫尔条纹的形成原理
oP-;y&AS
^Ezc y?
5.2.2莫尔条纹的基本性质 {{zua- F
R#fy60
5.2.3莫尔条纹测试技术 Q0 SW;o7
cUM_ncYOP
5.3衍射光栅干涉测量 rG 5i-'
U,ELqi \
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 3GINv3_
6=BZ~e d
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 uE"2kn
CRd_}
5.4X射线衍射测量 B%(K0`G#X
3DI^y` av
5.4.1X射线衍射测量原理 _DrnL}9I7
B{4"$Mi
5.4.2X射线衍射测量材料应力 w*2^/zh
j, ZW[*M
习题与思考5 AG= 9b
PIpWa$b
第6章机器视觉测量 1J+3 a-0
`x< 0A
6.1摄像机模型 / (.'*biQ
{V=vn L--
6.2图像处理技术 kFnUJM$r
q"l>`KCG`
6.2.1图像滤波 M3PVixl i3
|'@V<^ GR
6.2.2图像增强 LNbx3W
oC
`^`9{@~
6.3结构光视觉测量 s|KfC>#
h
bdEw=r?
6.3.1激光三角法的测量原理 ?^ eJ:
n<+~ zQ
6.3.2结构光视觉测量系统 zH'!fhcy
BMe72
6.3.3点结构光视觉测量原理 A V9:O{
?Ip$;s
6.3.4线结构光视觉测量原理 =cknE=
AwA1&mh
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ?<g|.HY /
'|J ) ds
6.4双目立体视觉测量 f};!m=b
#Xj;f^}/
6.4.1数学模型 37,L**Dgs
J~fuW?a]r
6.4.2双目立体视觉的标定方法 +0SW ?#%
i<0D
Z_rub
6.5基于相位的视觉测量 ho(5r5SNE
es{cn=\ s
6.5.1相移形貌测量 55(J&q
7B VXBw
6.5.2立体相位偏折测量 54;l*}8Hl
,K`E&hS
6.6视觉测量的应用举例 6MrZ6dz^
aViJ
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 cYE./1D a
)Fw
@afE~
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 5XhK#X%:A
{c&qB`y<.
习题与思考6 =I
%g;YK
~r{\WZ.
第7章激光测速与测距 |C&%S"*+D
z%++\.g_
7.1多普勒效应与多普勒频移 s0_-1VU
^mS.HT=X
7.2激光多普勒测速 (9Fabo\SH
hg$qb eUl
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 s@.`"TF.7
5B8V $ X
7.2.2激光多普勒测速技术 A%.J%[MVz
+e&m#d
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 ) er?*^9Z
!hwzKm=%N
7.3激光测距 x e"4u JO
G5y]^P
7.3.1脉冲激光测距 @>qx:jx(-S
D lqn~
7.3.2相位激光测距 *#ob5TBq[
-lJx%9>
7.4激光测速和测距应用
rTWh(8T
@&!=m]D*
7.4.1车载激光多普勒测速 e|2vb
GQ
2 GHXn:V
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 o|zrD~&$
$.suu^> ^w
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 ]
P:NnKgK
~0' _K1(H
习题与思考7 ^&f{beU9
$gj +v+%N
第8章光纤传感原理与技术 f}Ne8]U/Hc
?.4yg(
8.1概述 Q #yu(
se^ NQ=
8.1.1光纤传感的主要类型 {ar5c&<
CF4O h-f
8.1.2光纤传感的主要特点 tEpIyC
k;"R y8[k
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 =8$(i[;6w
7 K;'7
8.2.1光纤的基本结构
L@g Q L
D[>XwL
8.2.2平板波导介质中的光波模式 J_y<0zF**
P%<aGb4
8.2.3光在光纤中的传输规律 \Y>#^b?
}5TfQV6
8.2.4光纤的传输特性 PMz{8
F
8|S1|t,
8.3光纤传感 Y:tW]
mK7^:(<.LO
8.3.1强度调制型光纤传感 1`2);b{@
*<|~ =*Ddf
8.3.2相位调制型光纤传感 '0])7jq
q >D4ma^
8.3.3偏振调制型光纤传感 a `[?,W:q
Kd ryl
8.3.4波长调制型光纤传感 &2P: A
Hm.&f2|(
8.3.5光纤分布式传感 wM2)KM}$
)DklOEO
习题与思考8 .NNcc4+
}e/[$!35
第9章激光雷达三维成像技术 f2R+5`$
G]m[ S -
9.1激光雷达三维成像原理 ^cPo{xf
BW;=i.
9.1.1激光雷达距离方程 w>9H" Q[
P&-D0T_
9.1.2信噪比 L_.xr
?
Lv, ji_
9.1.3可探测距离 @y;tk$e
Y|x6g(b
9.1.4横向成像参数 9Ww=hfb5UW
"x=@ ,*Bk
9.2激光三维成像雷达技术 xRTg
[
5wE !_ng>|
9.2.1机械扫描激光成像雷达 9>.<+b(>!'
!Wdt:MUI8
9.2.2面阵成像激光雷达 *+,Lc1|\
J 4 '!
9.2.3固态激光成像雷达 "ojD f3@{
Z|cTzunp
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 l;][Q]Z@V
-; /@;W
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 go%X%Os]
,G!_ SZ
9.4激光三维成像雷达的应用 9b zYADLI
KoQ_: `
习题与思考9
5Ky9P z
,mE]?X yO
第10章光学探针测量 pn_gq~5ng
NkjQy MF
10.1微观表面形貌测量 |V~(mS747:
d)17r\*>I
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 )*$
qS/71Kv'
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 ]5)&36
Q'Jpsmwu
10.2机械式探针测量 x"C93ft[
ezq
q@t9
10.2.1机械式探针测量基本原理 )l!&i?h%
^) b7m
10.2.2机械式探针测量系统 Jk6/i;4|
>`,#%MH#
10.3光学焦点探测 HNHhMi`w
I;":O"ij\
10.3.1强度式探测方法 Q&U= jX
(m =u;L"o
10.3.2差动探测方法 <4A(Z$ZX)
`v/tf|v 6
10.3.3散光方法 EBn:[2
.*wjkirF#~
10.3.4Foucault方法 0wE8 Gm G
"d^lS@~
10.3.5斜光束方法 0 *Yivx6
|#k hwH
10.3.6共焦方法 t"74HZO >
?k7/`g U
10.3.7光学焦点探针的特点 a~N)qYL:
$m %/veD k
10.4干涉型光学探针测量 T?}=k{ C]
},QFy T
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 DkMC!Q\
V:" \(Y
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 K
v>#
U -^S<H
10.5扫描隧道显微镜 Xk fUPbU
XuAc3~HAd
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构
S~5 =1b
8# JyK+NU
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 Pc:'>,3!V3
x?k |i}Q
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 WaO;hy~us
%^@0tT
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 E=U^T/
~|d?o5W
10.6原子力显微镜 I :2jwAl
[~r $U S
10.6.1AFM的基本硬件组成 $HnD|_*
'A@Oia1;{
10.6.2AFM的工作原理 WAXrA$:3J
Q^5 t]HKn
10.6.3AFM的工作模式 D
`3yv
R
T=KrT7
10.6.4AFM在力学测量中的应用 cngPc]?N
Vh-h{
10.7扫描近场光学显微镜 5suSR;8
Tf]VcE F
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 VQJ5 $4a&
Qz90 mb
10.7.2光子扫描隧道显微镜 |8?{JKsg
O pX
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 -Y ,Ibq
kR|Dz B7
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 *xN jhR]7v
$ R}iL
10.8扫描探针显微镜 G!lykk]
7.'j~hJL
10.8.1NRC的大范围计量型AFM \}&w/.T
Xpz-@fqKdf
10.8.2PTB研制的大范围SPM 8k}CR)3@C
5N }|VGN
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 L.&Vi"M <@
e/ ~<\
习题与思考10 ~9 nrS9)
GdwHm
参考文献 !f[N&s e
Tfs9< k>G#
|