《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。 Zcg-i:@
y'z9Ya
[attachment=124599] EiyHZ
第1章光学测量的基础知识 Z>dvth
}%^ 3
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ^ ),;`YXZ
~B 7<Yg
1.1.1基本概念 Os!x<r|r
HYZp= *eb
1.1.2误差与测量不确定度 ,vBB". LY'
F;Q'R |HQ
1.1.3基本构成 (UT A3Db
=)x+f/c]
1.1.4主要应用范围 : ?>yi7w
V?-2FK]
1.1.5基本方法 y I[kaH"J
U99Uny9
1.1.6发展趋势 |:SIyXGbY
de f\=WyK
1.2光学测量中的常用光源 0C6T>E7
' t^ r2N/
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 RcZ&/MY
|D [LU[<C
1.2.2热光源 Jyp 7+M]
E
`V?Io
1.2.3气体放电光源 aY DM)b}
H|'n|\{lt
1.2.4固体发光光源 c E?p~fq<
]?NiY:v
1.2.5激光光源 tJm1Q#||
xhB-gG=
1.3光学测量中的常用光学器件 eQMa9_
UMHFq-
1.3.1激光准直镜 .\3gb6S}
"#h/sAIs
1.3.2分光镜 mApl;D X
Z@AN0?,`~o
1.3.3偏振分光镜 )q[Wzx_ j<
'<O.J(N~4!
1.3.4波片 =dp`4N
SPauno <M
1.3.5角锥棱镜 08g2? 5w"
[}}q /7Lp
1.3.6衍射光栅 S8C} C#
Cn_r?1{W
1.3.7调制器 z+^9)wg9
V}FH5z
|
1.3.8光隔离器 lbh7`xCR
H;+98AIy`
1.4光学测量中的常用光电探测器 O8-Z >;
ucJ8l(?Qc
1.4.1常用光电探测器的分类 Bp4#"y2
M[e^Z}w.V
1.4.2光电探测器的主要特性参数 W'e{2 u
hW\'EJ
1.4.3常用光电探测器介绍 7 4hR G~
cb/$P!j7
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 vorb? iVf>
Dw,LB>Eq,
1.5.1光学测量系统中的噪声 sXY{g0%
OD?y
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 pezfB{x?
X G5" u
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 {5+ 39=(
}|RL6p-/'
1.6.1概述 T ^ #1T$
f*^bV_
1.6.2机械调制法 "5<YN#
ZbH_h]1$D
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 `6PBV+]Vm3
LCb0Kq}*/(
习题与思考1 QJI]@3
Y
^}<]sjmk
第2章光干涉测量 g9IIC5
E_{P^7Z|Jg
2.1光干涉基础知识 $-\%%n0>6
|:`)sx3@#
2.1.1光的干涉条件 ciW;sK8
Qh]k)]+*|
2.1.2干涉条纹的形状 X @7:FzU9
@scSW 5+
2.1.3干涉条纹的对比度 Q_*.1L
_Ecs{'k
2.1.4产生干涉的途径 dE 3M
`*]r+J2
2.2波面干涉测量 8mO_dQ
bKh}Y`
2.2.1概述 <irr .O
I}awembw g
2.2.2泰曼格林干涉仪 {l\Ep=O vx
m`4N1egCt
2.2.3移相干涉仪 P7 5@Yu(
}hXmK .['
2.2.4共路干涉仪 u_*y~1^0
1`Uu;mz
2.3激光干涉仪 .4y44: T
d^"|ESQEU
2.3.1迈克尔逊干涉仪 X& XD2o"rt
M1*x47bN
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 $M1;d1e6'
#=Whh
9-d
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 *#GX~3A
]=Wq& ~
2.4白光干涉仪 V! .I>
! )`m mr
2.5外差式激光干涉仪 :aD_>,n
dSS Ai
|}
2.5.1概述 |w>d]e A5
~Yre( 8+M
2.5.2双频激光干涉仪 6?/f $,v
v}@Uc-(
2.5.3激光测振仪 K)eyFc
^Jc|d,u;s
2.6激光自混合干涉测量 ^vI`#}?
yx7y3TSq
2.7绝对长度干涉计量 6g)CpZU
#z c$cr
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 ,X\qlT5C
.pb lI
2.7.2激光无导轨测量 }RQ HsS
uzS;&-nA
2.8激光干涉测量的重大应用举例 7&Ie3[Rm_3
`b_n\pf ]
2.8.1激光干涉测量引力波 jTqE V(
*(sv5c!0M8
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 Y*S(uqM
Ls&-8
习题与思考2 ; Ji3|= 4u
"_\77cqpTh
第3章激光准直与跟踪测量 FyV $`c$
W Qe Q`pM
3.1概述 4v`;D,dIu
P[H 4Yp
3.1.1激光准直测量基本原理 ^KQZ;[B
}50s\H._C
3.1.2激光准直测量系统的组成 5+/XO>P1m|
0 R>!jw
3.2激光测量直线度原理 6Zv-kG
mC'<Ov<eJ
3.2.1直线度测量概述 |gfG\fL3V
+rKV*XX@
3.2.2激光测量直线度方法 &E-q(3-
M[0NB2`Wp
3.2.3直线度测量误差分析 Na+3aM%%
rW *[sL l3
3.3激光同时测量多自由度误差 nDz.61$[
X6r3$2!
3.3.1滚转角测量 mwF{z.t"
1\/^X>@W{
3.3.2四自由度误差同时测量 /WI H#M
yY"n: &T(
3.3.3五自由度误差同时测量 tl = e!
?4_ME3$t
3.3.4六自由度误差同时测量 Hr*xA x
*~zB {
3.3.5激光跟踪测量 W O'nW
&HqBlRo
习题与思考3 \ns}
M3
+O7GgySx
第4章激光全息与散斑测量 $]J< ^{v
i z27yXHZ~
4.1全息术及其基本原理 N <M6~
QH k jxj
4.1.1全息术基本原理 ;/!o0:m^I
Dt'bbX'edw
4.1.2全息图的类型 p R ! m
@/= 'BVb'T
4.1.3全息设备基本构成 *d-JAE
L$@qEsO
4.2激光全息干涉测量 <_SdW 5BF<
jN/snU2\0
4.2.1单次曝光法 Am >b 7Z!
p uW
4.2.2二次曝光法 P6`LUy z3
2F/oWt|w?
4.2.3时间平均法 QvlV jDIy
~ e686L0j
4.3激光全息干涉测量的应用 sl)]yCD|5
/lc4oXG8
4.3.1位移和形状检测 X#ud_+6x
D@m3bsMwe
4.3.2缺陷检测 b{.Y?.U
jPs{ Mr<
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 u&e?3qKX(
|W5lhx0U
4.4激光散斑干涉测量 x.'Ys1M
i4)]lWnd
4.4.1散斑的概念
*,,:;F^
RP9~n)h~b
4.4.2散斑照相测量 ?v&2^d4C*F
#r@>.S=U]
4.4.3散斑干涉测量 UryHte
lN*"?%<x>
4.4.4电子散斑干涉 "J 2v8c
{]O.?Yru?
4.4.5时域散斑干涉 8(* ze+8
tQ)l4 Y 8
4.5散斑干涉测量的应用举例 SOluTFxUw
0hq\{pw_y*
习题与思考4 :#=B wdC
oz l>Au
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 g+-^ 6UG
/&5 :v%L
5.1激光衍射测量基本原理 }s.\B
U}GO* +
5.1.1单缝衍射测量 t6~~s
iQI'
va!fJ
5.1.2圆孔衍射测量 vQ > 8>V
+;
=XiB5R
5.2莫尔条纹测量 fBKN?]BdN
/pJr%}sc
5.2.1莫尔条纹的形成原理 Us3zvpy)o
WP PD vB
5.2.2莫尔条纹的基本性质 jm[f|4 \
>P-'C^:V=
5.2.3莫尔条纹测试技术 8]WcW/1r !
j+2-Xy'
5.3衍射光栅干涉测量 6df`]s c
n%6=w9.%c
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 n.1$p
m[Qr>= "
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 @`aPr26>?
5T r c#i<\
5.4X射线衍射测量 y .a)M?3
q0@b d2}
5.4.1X射线衍射测量原理 F /"lJ/I
G_xql_QR
5.4.2X射线衍射测量材料应力 R[H#a v
?]>;Wr
习题与思考5 )a$sx}
m
[BV{25
第6章机器视觉测量 h#u k-7
avUdv V-
6.1摄像机模型 |Rb8 / WX
x/%/MFK)>8
6.2图像处理技术
TrBtTqH)
|j 4;XaG)
6.2.1图像滤波 0I*{CVTQj
'N/u< `)
6.2.2图像增强 y~ wN:
N'?#g`*KW
6.3结构光视觉测量 }L>0}H
kuv + TN
6.3.1激光三角法的测量原理 cZAf?,>u
BuS [(
6.3.2结构光视觉测量系统 +aOX{1 w
.<6 '*X R
6.3.3点结构光视觉测量原理 /=KEM gI?
4"Mq]_D
6.3.4线结构光视觉测量原理 3G Xmyo:o$
KnUVR!H|
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ^C ;ULUn3
H~W=#Cx
6.4双目立体视觉测量 vP,$S^7$
#}[NleTVt
6.4.1数学模型 H)5" <=]
8 LsJ}c
6.4.2双目立体视觉的标定方法 l^ rQo_alk
Y5<W"[B!
6.5基于相位的视觉测量 ]x6 r P
| zOwC9-6
6.5.1相移形貌测量 ` |4k>5 k
LPkl16yZ
6.5.2立体相位偏折测量 <,Jx3y q
m5cRHo<9Y
6.6视觉测量的应用举例 `?S L p
eU\_m5xl"
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 o RK:{?Y
"MyMByomQ
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 {}BAQ9|q
@R ;&P R#5
习题与思考6 MZ>Q Rf
BxB B](
第7章激光测速与测距 rf]x5%ij
a&B@F]+
7.1多普勒效应与多普勒频移 gN[^ ,u
>*$Xbj*
7.2激光多普勒测速 p,7?rI\ N
}w{E< C(M
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 .L.9e#?3
lF\2a&YRbn
7.2.2激光多普勒测速技术 /b410NP5
4j<[3~:0
o
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 1tl qw
?3<Y/Vg%c
7.3激光测距 j k&\{
br*PB]dU
7.3.1脉冲激光测距 c, }V C-
D{JwZL@7k2
7.3.2相位激光测距 Y.% Vvg4z3
Au*1-
7.4激光测速和测距应用 }Zfi/ ^0U
*O7PH1G
7.4.1车载激光多普勒测速 'Q g.D88
y8 dOx=c
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 @QF;m
Nop61zj
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 DkW^gt
M%7|7V<o)^
习题与思考7 Wlp`D
l/A! ofc#)
第8章光纤传感原理与技术 3! i{4/
x\YVB',h
8.1概述 ^grDP*;W
7yOBxb
8.1.1光纤传感的主要类型 w4l]rH
N[N4!k )!$
8.1.2光纤传感的主要特点 }$s QmR R
:0Fc E,1
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 nIqF:6/
[C@ Ro,mI
8.2.1光纤的基本结构 HstL'{&,-m
GK#D R/OM
8.2.2平板波导介质中的光波模式 -jVg {f!
"e/"$z'ca
8.2.3光在光纤中的传输规律 >S%}HSPKq
Bf" ZmG9
8.2.4光纤的传输特性 7H4kj 7UK
gBZNO! a,d
8.3光纤传感 %1)J Rc
?',Wn3 A
8.3.1强度调制型光纤传感 Fzz9BEw(i
V(Oi!(H;v
8.3.2相位调制型光纤传感 O mph(
c)c_Qv
8.3.3偏振调制型光纤传感 V>ZDJW"G!
?\zyeWK0L
8.3.4波长调制型光纤传感 @.p r}S/
jH<,dG:{
8.3.5光纤分布式传感 LYTnMrM
H7f
Xg
习题与思考8 ,<[x9 "3\
{vu r9L
第9章激光雷达三维成像技术 ]-l4
s:I 8~Cc
9.1激光雷达三维成像原理 2hTsjJ!'
b(> G
9.1.1激光雷达距离方程 ^[v>B@p* {
0\+$j5;
9.1.2信噪比 ^ tVIPH.R
l>)+Ho D
9.1.3可探测距离 8DFq eY0S
Z1wfy\9c8
9.1.4横向成像参数 Ld=6'C8ud
(V" 7H
9.2激光三维成像雷达技术 Y> K8^GS
?XVox*6K&
9.2.1机械扫描激光成像雷达 UN:cRH{?*
U[:Js@uH_
9.2.2面阵成像激光雷达 \3)U~[O>:
~L.5;8a3Pe
9.2.3固态激光成像雷达 f?"90 9&
h{ eQ\iI
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 x( rl|o
u Npa2{S'
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 F0'8n6zj
" pL5j
9.4激光三维成像雷达的应用 }RQ'aeVl(
xww\L
&y
习题与思考9 (AHTv8
uFaT~ 4
第10章光学探针测量 l!IN #|{(
P +,YWp
10.1微观表面形貌测量 B*fBb .Z
kZ!&3G9>-
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 E%$[*jZ
KCn#*[
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 cN)noGkp
,;yaYF 6|/
10.2机械式探针测量 Gn<e&|4>i}
&cf_?4
10.2.1机械式探针测量基本原理 \G6V -W
d)0 hAdh
10.2.2机械式探针测量系统 M*F`s& vM
a( x#6
10.3光学焦点探测 TH+TcY q O
07Oag q(
10.3.1强度式探测方法 _F jax
GGFrV8
10.3.2差动探测方法 qtp-w\#S$
qx}*L'xB
10.3.3散光方法 :kucDQE({?
}$:ha>
10.3.4Foucault方法 5(y Q-/6C+
&9xcP.3
10.3.5斜光束方法 EHt(! ;?q
X{qa|6S,F
10.3.6共焦方法 a1ai?},
|tO.@+[uqP
10.3.7光学焦点探针的特点 dV"Kx
--TY[b
10.4干涉型光学探针测量 K Z0%J5
3
FLht
L
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 j g_;pn
dj3E20Ws
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 q_:B=w+bC
wE_#b\$=b
10.5扫描隧道显微镜 `_M&zN
;* e$k7}F
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 +VHo YEW
_u;34H&/
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 _"qX6Jc
do@BJWo
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 </qli-fXB}
%X(|Z4dL
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 w5mSoK b
xQ8?"K;iX
10.6原子力显微镜 n^rzl6dy
xx,|n
10.6.1AFM的基本硬件组成 '>UQsAvm
P L*kjrLu7
10.6.2AFM的工作原理 g]}E1H6-
"@&I*1&
10.6.3AFM的工作模式 y-vB C3
zA&]#mc
10.6.4AFM在力学测量中的应用 IaRq6=[
aP +)
10.7扫描近场光学显微镜 Ga $EM
%<'PSri
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 NSQf@o
Ndqhc
10.7.2光子扫描隧道显微镜 yv.(Oy
4:qM 'z
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 c +]5[6
FQikFy(YY
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 G+j cR; s
qISzn04
10.8扫描探针显微镜 #jX%nqM xW
yyu f
10.8.1NRC的大范围计量型AFM @m ?&7{y#?
m-}6DN
10.8.2PTB研制的大范围SPM "z ;ky8
Tg#%5~IX
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 -'::$
{
u[1'Ap
习题与思考10 n ,CMGe^:
y
;T=u(}
参考文献 T \$r|
sBWLgJz?C
|