《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。 5k /Y7+*?E
W6cA@DN$#
[attachment=124599] `x%(
n@ g
第1章光学测量的基础知识 |cKo#nfzZ
x%<oeM3U
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ;.Dm?J0
5~ho1Ud
1.1.1基本概念 J~ dk4D\
`yiw<9yp2
1.1.2误差与测量不确定度 gzdR|IBa
-n.ltgW@
1.1.3基本构成 G .PzpBA
ibe#Y
1.1.4主要应用范围 =/_tQR~
w , uyN
1.1.5基本方法 6 KT]3*B
x""gZzJ$L
1.1.6发展趋势 9UF^h{X
R`%C]uG
1.2光学测量中的常用光源 _ ; 7{1n
osB8
'\GR
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 aE]/w1a
RE*;_DF
1.2.2热光源 !{h C99q6
2|2'?
1.2.3气体放电光源 ,LD[R1TU8
9Rz TC
1.2.4固体发光光源 %qN_<W&Ze
P'wn$WE[n\
1.2.5激光光源 =}SH*xi6
/da5 "
1.3光学测量中的常用光学器件 `R\aNgCS}
{[Bo"a>%
1.3.1激光准直镜
; S,k
U{F
h?cf)L
1.3.2分光镜 (~}P.?C8
ZjCT * qx
1.3.3偏振分光镜 Z %?:
CA
mPhrMcL
1.3.4波片 a!OS2Tz:
A:{PPjs%LA
1.3.5角锥棱镜 heLWVI[so
1Z.
D3@
1.3.6衍射光栅 sR(or =ub~
=1/d>kke
1.3.7调制器 ):LgZ4h
W Z!?O 0.A
1.3.8光隔离器 @jXdQY%{
HLD8W 8
1.4光学测量中的常用光电探测器 -eZ$wn![
S! \4,6
1.4.1常用光电探测器的分类 e7T}*U p
+>v3& [lGv
1.4.2光电探测器的主要特性参数 gd#j{yI/Xf
BYh F?
1.4.3常用光电探测器介绍 Nn`l+WA3
w+,Kpb<x[0
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 QJeL&mf
olHT* mr
1.5.1光学测量系统中的噪声 MM+x}g.?
. 5cL+G1k#
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 +JDQ`Qk
mgO D J
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 J(0E'o {ug
S-^:p5{r
1.6.1概述 5 uo?KSX%
! 06
!`LT
1.6.2机械调制法 &oU) ,H
RB,`I#z1f
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 %3Ba9Nmid
@ )bCh(u
习题与思考1 l KtA.{(
t> ~a/K"
第2章光干涉测量 ( o(, ;
:NHP,"
2.1光干涉基础知识 1" k_l.\,0
YI877T9>
2.1.1光的干涉条件 =hw& 2c
){D6E9
2.1.2干涉条纹的形状 ZmXO3,sf)
t\GoUeH]
2.1.3干涉条纹的对比度
+n'-%?LD&
PU& v{gn
2.1.4产生干涉的途径 Qr u
iQ/t
hggP9I :s,
2.2波面干涉测量 55%j$f
t9QnEP'
2.2.1概述 ;?q>F3 n
4 ~s{zob
2.2.2泰曼格林干涉仪 ekR/X
M/d6I$~7z
2.2.3移相干涉仪 X&bz%I>v
3 |se]~
2.2.4共路干涉仪 goMv8d
,
z-# B]
2.3激光干涉仪 4 \#b@1]}
e >6 NO
2.3.1迈克尔逊干涉仪 )R+26wZ|n*
GR%h3HO2&
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 +o ;}*
4qYT
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 8:9/RL\"x
2HX#:y{\l
2.4白光干涉仪 *XCgl*% *
ji&%'h
2.5外差式激光干涉仪 u/ Gk>F
MsD@pa
2.5.1概述 X2 PyFe
K/;*.u`:
2.5.2双频激光干涉仪 3g{T+c*
(O(X k+L
2.5.3激光测振仪 ((As Z$[S
cns~ )j~
2.6激光自混合干涉测量 17C"@1n-
F7"v}K]X
2.7绝对长度干涉计量 E S>iM)M
(K74Qg
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 ]lgI Q;r
lQ{o[axT
2.7.2激光无导轨测量 1y{@fg~..
|eu:qn8
2.8激光干涉测量的重大应用举例 tK0Ksnl ^
\'>8 (i~
2.8.1激光干涉测量引力波 (c\i .z
(p1}i::Y8
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 w vnuE<o8
+\ZaVi
习题与思考2 `,7;2ZG~O
tsWzM9Yf
第3章激光准直与跟踪测量 !xRboPg
}rKKIF^f\S
3.1概述 aj|gt
<uf,@N5m
3.1.1激光准直测量基本原理 GEGg
S&SM
+8zC ol?j
3.1.2激光准直测量系统的组成 ?AlTQL~c
< cUaIb;(4
3.2激光测量直线度原理 |9;MP&68
C%ZS sp
u
3.2.1直线度测量概述 fnJ!~b*qo
ln* _mM/Q%
3.2.2激光测量直线度方法 :dML+R#Ymh
h4,S /n
3.2.3直线度测量误差分析 IV]2#;OO?
Gc0/*8u/
3.3激光同时测量多自由度误差
An2Wj
0 XLoGQ=
3.3.1滚转角测量 ^;DbIo\6H
b md3fJb`r
3.3.2四自由度误差同时测量 \1H~u,a
>=VtL4K^
3.3.3五自由度误差同时测量 .8~z gpK
dp=#|!jc
3.3.4六自由度误差同时测量 ,>vI|p,/G*
XT<{J8
0z
3.3.5激光跟踪测量 +=JJ=F)
eI:;l];G9
习题与思考3 c%O8h
=.9uu F:
第4章激光全息与散斑测量 =e!o
+} -Ecr
4.1全息术及其基本原理 O~L />Ya
/t;Kn m
4.1.1全息术基本原理 #$*l#j"#A
JQde I+
4.1.2全息图的类型 YgCSzW&(
lr-:o@q{
4.1.3全息设备基本构成 A{(<#yRfg
NkYU3[ m$v
4.2激光全息干涉测量 sncc DuS
y'21)P
4.2.1单次曝光法 !3J YG
TxDzGC
4.2.2二次曝光法 +^tw @b
G&f~A;'7k
4.2.3时间平均法
U%zZw)
$ri't J+
4.3激光全息干涉测量的应用 hn p-x 3
%$3)xtS6
4.3.1位移和形状检测 $=rLs)
S mjg [
4.3.2缺陷检测 \}9GK`oR
rZSX fgfr
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ye^l~
?=^ M(TA;
4.4激光散斑干涉测量 GT(nW|v
#fTP o:*t
4.4.1散斑的概念 Ljq !\D
, ^d!K(xb
4.4.2散斑照相测量 )?D w) s5
{ kF"<W
4.4.3散斑干涉测量 ;~
, <8
\8HLQly|@
4.4.4电子散斑干涉 /N?vVp
q(YFt* (;w
4.4.5时域散斑干涉 I,0Z* rw
yD n 8{uI
4.5散斑干涉测量的应用举例 {24Y1ohK
cV+ x.)a.
习题与思考4 e |&}{JP{[
&:MfLD J
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Zv8I`/4?
'<v_YxEn
5.1激光衍射测量基本原理 NIasce e
UC{Tm f
5.1.1单缝衍射测量 u lzQ[?OMl
*k%3J9=-1
5.1.2圆孔衍射测量 M(+;AS?;
/H m), 9NN
5.2莫尔条纹测量 <>9zXbI
@Y8/#6 KE
5.2.1莫尔条纹的形成原理 >QJfTkD$
XnCrxj
5.2.2莫尔条纹的基本性质 WI+ 5x
#FL\9RXy
5.2.3莫尔条纹测试技术 gY=Ry=w9
SSh=r
5.3衍射光栅干涉测量 ; D a[jFP
rt5eN:'qY
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 oy?>e1Sy*
5/{";k)L+
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 #Lq{_Y
mhXSbo9w-
5.4X射线衍射测量 _ o-lNt+
jj&4Sv#>
5.4.1X射线衍射测量原理 kk*:S* ,
J|D$
5.4.2X射线衍射测量材料应力 - Ze{d$
_a e&@s1
习题与思考5 3{;W!/&>
7KzMa%=
第6章机器视觉测量 qauZ-Qoc9
>.]' N:5
6.1摄像机模型 Q:#Kt@W
&D[pX|!
6.2图像处理技术 ]XAJ|[]sj*
$^1L|KgXp
6.2.1图像滤波 .{@aQ wN
n!*uv~%$
6.2.2图像增强 +uY)MExs2
5v
uB87`
6.3结构光视觉测量 EC6Q<&]Iw
e~ wJO~
6.3.1激光三角法的测量原理 Z_F}Y2-w9
i47xF7y\
6.3.2结构光视觉测量系统 +-B`Fya
^ld ?v
6.3.3点结构光视觉测量原理 3hr ODts
UI,i 2<&
6.3.4线结构光视觉测量原理 =CE(M},d
RRBokj)]
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 $j\UD8Hj'-
27NhYDo
6.4双目立体视觉测量 $YM6}D@
y+P iH
6.4.1数学模型 c&o|I4|Y,
:gNTQZR
6.4.2双目立体视觉的标定方法 b(Ev :
(xJZeY)-b^
6.5基于相位的视觉测量 _IK@K 6V1
0K&\5xXM
6.5.1相移形貌测量 A?q9(n|A"
+foyPj!%
6.5.2立体相位偏折测量 r. V< 5xV
~alC5|wCUQ
6.6视觉测量的应用举例 G\?q{
:.+?v*%;n
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 \9S &j(I
`Xbk2KD p
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 # h 4`f
'~1uJ0H
习题与思考6 :V%XEN)
Ikkv <uY
第7章激光测速与测距 S&C
_Vs\:tygs
7.1多普勒效应与多普勒频移 D &xb tJd
LZCziW
7.2激光多普勒测速 u,d@ oF(=
-}Jf4k#G
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 ;!CYp; _
jZm57{C#*?
7.2.2激光多普勒测速技术 COx<X\
(]Z$mv!
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 |$r|DX1[
6E!C xXUX
7.3激光测距 %#.H FK
V8z91
7.3.1脉冲激光测距 y<G@7?
!KUV ,>L
7.3.2相位激光测距 0aMw
sW": ~=H
7.4激光测速和测距应用 5"Ibm D>D
By
t{3$
7.4.1车载激光多普勒测速 M~/%V NX
HqW|
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 rKDMIECrm
r$~w3yN)v
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 3q=A35*LT>
yK +&1U2`
习题与思考7 C} #:<Jx
\(lt [=
第8章光纤传感原理与技术 $lj1924?^
mW_<c,3D.
8.1概述 "RG.27
hi>sD U< x
8.1.1光纤传感的主要类型 Z=sC YLm
rNL*(PN}lO
8.1.2光纤传感的主要特点 X*2M Nx^K~
'"H'#%RU
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ]_S&8F}|
D?u*^?a2
8.2.1光纤的基本结构 XD5z+/F<"0
t@Qs&DZ7k
8.2.2平板波导介质中的光波模式 P`' Nv
7XE/bhe%S
8.2.3光在光纤中的传输规律 $ 1 N_qu
3_Su5~^
8.2.4光纤的传输特性 Q" UQv<
a G^kL
8.3光纤传感 w0x%7mg@
iPMI$
8.3.1强度调制型光纤传感 N\IdZX%u
fiSc\C ~
8.3.2相位调制型光纤传感 TxY xB 1C)
EPCu
8.3.3偏振调制型光纤传感 k`W.tMo
FAVw80?5k
8.3.4波长调制型光纤传感 `z$<1Q T
r'/7kF- 5
8.3.5光纤分布式传感 NTk"W!<Cl2
n&=3Knbd@d
习题与思考8 8CxC` *L(
r%hnl9
第9章激光雷达三维成像技术 B
Mh 949;
"E;]?s9x
9.1激光雷达三维成像原理 C+-xC~
@ oE [!
9.1.1激光雷达距离方程 o$>A;<
7WG"_A~V
9.1.2信噪比 ~A+D H
x68$?CD
9.1.3可探测距离 9g#L"T=
*5i Nw_&
9.1.4横向成像参数 'vT
XR_D
y&NO[
9.2激光三维成像雷达技术
Vkdc hc
:Vc+/ZyW
9.2.1机械扫描激光成像雷达 -C wx %
mT;1KE{J{
9.2.2面阵成像激光雷达 >ZKE
[ZS}P
9.2.3固态激光成像雷达 <U=:N~L
s5>=! yX
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 ]sJWiI e.
m M!H} |
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 R=~+- ^O!
"gXz{$q
9.4激光三维成像雷达的应用 /G NLZm^
[^B04x@
习题与思考9 0jO]+B I1
Mt)`h R+2
第10章光学探针测量 |D
u.aN
|a #4
10.1微观表面形貌测量 CRvUD.D
? &ew$%
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 U@dztX@u
*4Cq,o`o>
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 HONrt|c
I~EQuQ >=
10.2机械式探针测量 LbDhP G`u
y \b.0-z
10.2.1机械式探针测量基本原理 ,p/iN9+Z
/w{ DyHT
10.2.2机械式探针测量系统 #*;(%\q}
Er?Wg 09
10.3光学焦点探测 MNO T<(
?y!0QAIXK
10.3.1强度式探测方法 j8?z@iG
DYJ@>8
10.3.2差动探测方法 E^ _ P
<#JJS}TLk
10.3.3散光方法 ? "\ `u;
=1fO"|L
10.3.4Foucault方法 EZ*FGt6(
? c0OrvM
10.3.5斜光束方法 ncf=S(G+
r Ip84}
10.3.6共焦方法
@*'|8%
Se qnO. \
10.3.7光学焦点探针的特点 oqHI`Tu
hN$6Kx> {
10.4干涉型光学探针测量 "40Jxqt
0l !%}E
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 4] RGLN
jft oqK-
p
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ~aa`Y0Ws],
f
sAgXv
10.5扫描隧道显微镜 -8; ,#
Z{7lyEzBg
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 C"_f3[Z
" & 'Jw
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 IwhZzw
w
W+V#z8K
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 IZY q
E6|!G
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 'm9f:iTr
7
N +;K0
10.6原子力显微镜 n}P K0
|ZW%+AQ|
10.6.1AFM的基本硬件组成 lg1yj}br
O =
PFr"
10.6.2AFM的工作原理 <n< @
O5
J
Sz'oA5
10.6.3AFM的工作模式 9B")/Hz_
Ffk$8"
10.6.4AFM在力学测量中的应用 h[72iVn
+,<\LIP
10.7扫描近场光学显微镜 t QkEJ
pj
4Waot
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 ]8KAat~J
N r5
aU6]
10.7.2光子扫描隧道显微镜 ^^QW<
eW #U<x%P
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 ) \Mwv&k1
| iEhe
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 5f2ah4 g
evr yk,x
10.8扫描探针显微镜 =A&x
d"
B4 5B`Ay
10.8.1NRC的大范围计量型AFM {ve86 POY
4a]m=]Hm
10.8.2PTB研制的大范围SPM pvM;2
`'9Kj9}
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 b{qeu$G R
C -4NiXa
习题与思考10 {^gb S
j Xq~ x"(
参考文献 }7YDe'5V
G4->7n N
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