《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。 dWm[#,Q?
CqrmdWN
[attachment=124599] fJ\Ys;l[j
第1章光学测量的基础知识 A]=?fyPh{'
@ZX{q~g!
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 SB
\ptF
luC',QJB
1.1.1基本概念 d5zzQ]|L
NPS=?5p>
1.1.2误差与测量不确定度 (<%i8xu 2
@d4zSG/s5w
1.1.3基本构成 x!"!oJG^k
\=5CNe
1.1.4主要应用范围 );Gt!]p`;
* =;=VUu5
1.1.5基本方法 dYr#
53(m9YLk
1.1.6发展趋势 0/] @#G2
)k7`!@ID
1.2光学测量中的常用光源 j j$'DZk
D=dY4WwG
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 }3?M0 :
Ir }&|"~H
1.2.2热光源 +d'h20
+9h6{&yr1
1.2.3气体放电光源 possM'vC
^ 5 ; Y
1.2.4固体发光光源 <F=j6U7
DI$z yj~3
1.2.5激光光源 .3HC*E.e
5h20\b?=$
1.3光学测量中的常用光学器件 f-{[ushj
4|:{apH
1.3.1激光准直镜 9Z+@i:_}
S?8q.5 9
1.3.2分光镜 uHf~KYL
h_CeGl!M}
1.3.3偏振分光镜 ZFdQ Z=.'
*`l>1)B>
1.3.4波片 [C r_2
k)4|%
1.3.5角锥棱镜 ::M/ s#-@
&`@Jy|N\
1.3.6衍射光栅 u eWG/`ig
WO}JIExy
1.3.7调制器 !P:hf/l[B
(bT\HW%m
1.3.8光隔离器 2r*
o
BtqJkdK!;1
1.4光学测量中的常用光电探测器 IGB>8$7
j+c)%
1.4.1常用光电探测器的分类 cF/FretoO
}wv$ #H[
1.4.2光电探测器的主要特性参数 @Sv
?Ar
awC&xVf
1.4.3常用光电探测器介绍 dmF<J>[
?Rl*5GRW
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 H-rf?R2
[tBIABr
1.5.1光学测量系统中的噪声 MA1,;pv6
iT|+<h
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 G! 87F/
'wQ= b
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 h 1Q7(8=Eg
> ZNL
pJQ
1.6.1概述 }7C{:H2d
Ot,sMRk'
1.6.2机械调制法 T+~~w'v0
uZQ)A,#n;
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 :X$&g sT/,
4wBCs0NIm
习题与思考1 p j rA:;
]#*@<T*[
第2章光干涉测量 d[ o =
Nf;vUYP
2.1光干涉基础知识 6f{ c
Kt^PL&A2
2.1.1光的干涉条件 Q e4
Dn6DkD!
2.1.2干涉条纹的形状 lv\2v RYw-
| ]I?^:I
2.1.3干涉条纹的对比度 d-?~O~qD|!
Ne#nSx5,
2.1.4产生干涉的途径 H?aB8=)
60p1.;' /a
2.2波面干涉测量 yDyq. -Q
p(U'Ydl~
2.2.1概述 j$L<9(DoR
~q1s4^J
2.2.2泰曼格林干涉仪 pw$I~3OFd
7C 4Njei"
2.2.3移相干涉仪 o+ tY[UX
CId`6W
2.2.4共路干涉仪 !W3Le$aL
4$|G$ h
2.3激光干涉仪 9Qkww&VEk
0<s)xaN>Y
2.3.1迈克尔逊干涉仪 3^fZUldf
2`Pk@,:_
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 sF|$oyDE
- 9Can4
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 "~+K`*0r8
.&[nS<~`
2.4白光干涉仪 L@2H>Lh35
ZPMEN,Dw
2.5外差式激光干涉仪 @lJGdp
T2Vj &EA@
2.5.1概述 >^jm7}+hb
xQD#;
7
2.5.2双频激光干涉仪 M)LdGN?$
2dq{n.cgs
2.5.3激光测振仪 J* ;t{M5
jAJkCCG
2.6激光自混合干涉测量 5fLCmLM`
tb=(L
2.7绝对长度干涉计量 B;-oa;m:E=
" 7aFVf
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 `Y[zF1$kz^
;N
j5N B7
2.7.2激光无导轨测量 /qp`xJ
gr S,PKH
2.8激光干涉测量的重大应用举例 :J<S-d=
ML'R[~|
2.8.1激光干涉测量引力波 %v|,-B7Yx
PC U6E9~t2
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 e@q[Dv'mu
Fj5^_2MU:
习题与思考2 7;_5 [_
AI)9E=D%
第3章激光准直与跟踪测量 V]<dh|x
zMG4oRPP
3.1概述 9S<W~# zz
\Js9U|lY
3.1.1激光准直测量基本原理 hrW.TwK
Zkz:h7GUG-
3.1.2激光准直测量系统的组成 =]^* -f}J9
; w+A38N$J
3.2激光测量直线度原理 Uvuvr_IP
HN3
yA1<[V
3.2.1直线度测量概述 /R,/hi Kx\
ce;9UBkOg2
3.2.2激光测量直线度方法 s+CWyW@
zJV4)
3.2.3直线度测量误差分析 u ) l d
_&:o"""Wf
3.3激光同时测量多自由度误差 '6aH*B:}*;
Jsw<,uT D
3.3.1滚转角测量 EU\1EBT^
IGp-`%9
3.3.2四自由度误差同时测量 ` n _ Z
` ^6}Dn
3.3.3五自由度误差同时测量 H(g&+Wcu=
CHLMY}O0
3.3.4六自由度误差同时测量 ~{N|("nB
"W1 q}4_
3.3.5激光跟踪测量
s$]I@;_
aE;!mod
习题与思考3 m\V J=
w
S;(u[W
第4章激光全息与散斑测量 ]]]7"a
~\Yn ih
4.1全息术及其基本原理 C f+O7Y`^
*Lufz-[1
4.1.1全息术基本原理 6 \]-J*e>
2f-Z\3)9 J
4.1.2全息图的类型 vCi:c Ip/
sC}/?^q
4.1.3全息设备基本构成 ?+TD2~rD(
Ig6s'^
4.2激光全息干涉测量 &556 ;l
``O\'{o&
4.2.1单次曝光法 D QZS%)
!Q ? 4sAB
4.2.2二次曝光法 p;B
+g X
qNvKlwR9;k
4.2.3时间平均法 D@3|nS
^ZV xBQKg
4.3激光全息干涉测量的应用 U?}Ma f
P"~ B2__*
4.3.1位移和形状检测
&hF>}O
} K Ou
4.3.2缺陷检测 0!?f9kJq
^oP]@r"qy
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 RJ-CWt
[LG
[0rG"$(0Y
4.4激光散斑干涉测量 =CJs&Qa2
qVY\5`f@
4.4.1散斑的概念 H37Z\ xS
t ?{ B*
4.4.2散斑照相测量 wUSW B{y
)45,~+XX
4.4.3散斑干涉测量 2L\h+)
x r=f9?%R
4.4.4电子散斑干涉 :3G9YjzC}
&iSQ2a!l8b
4.4.5时域散斑干涉 }^ iE|YKz
[F>zM
4.5散斑干涉测量的应用举例 im?nR+t+X
)-sEm`(`I9
习题与思考4 .K0BK)axO
M,[ClQ 9
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 PJ _|=bn
j9qN!.~mM
5.1激光衍射测量基本原理 < ^&'r5H
G(4k#jB
5.1.1单缝衍射测量 x0 #+yP
?@u
&3/&
5.1.2圆孔衍射测量
zzxU9m~"
K;Xn!:) V:
5.2莫尔条纹测量 D~ {)\;w^!
eFx*l YjA
5.2.1莫尔条纹的形成原理 A/.cNen
<>R7G)w
F
5.2.2莫尔条纹的基本性质 M\]E;C'"U
m760K*:i\
5.2.3莫尔条纹测试技术 m]%cNxS
FqiK}K.~/
5.3衍射光栅干涉测量 7z$+ *]9-
*"4ltW S
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 :')<|(Zy
S !e0 :
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术
$SDx)
'!
a(
qw
5.4X射线衍射测量 ?@XO*|xkSk
6yR7RF}
5.4.1X射线衍射测量原理 "3v%|
;uJVY)7a
5.4.2X射线衍射测量材料应力 (kS k bwu
wg[*]_,a
习题与思考5 K>q,?x b
(2{1m#o
第6章机器视觉测量 ~jP e9
_Ih~'Y Fd
6.1摄像机模型 1-, l| K
FYi<+]HZ
6.2图像处理技术 WT0U)x( m5
<k)rfv7
6.2.1图像滤波 Zs4N0N{
i ^W\YLE
6.2.2图像增强 ;m\(fW*ii
t EN %mK
6.3结构光视觉测量 ru U|
0lEIj /u
6.3.1激光三角法的测量原理 h?SUDk:2^
d9^h
YS{
6.3.2结构光视觉测量系统 O [m+5+
H<q:+
6.3.3点结构光视觉测量原理 R{WG >c
I7}[%(~Sf/
6.3.4线结构光视觉测量原理 r9QNE>UG
4RK^efnp
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 \ ;sUJr"$
xOt|j4
6.4双目立体视觉测量 ^ o{O5&i]
Axcm~ !uf
6.4.1数学模型 K 4
>d
lKa}Bcd
6.4.2双目立体视觉的标定方法 #\"5:.H Oz
7[K$os5al
6.5基于相位的视觉测量 M^bu jGD
"{&!fD~w
6.5.1相移形貌测量 dtnAMa5$T
^,rbA>/L
6.5.2立体相位偏折测量 -PX {W)Aw
ruA!+@or
6.6视觉测量的应用举例 !W6] +
.|rpj&>g
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 ge E7<"m %
ed617J
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 /2YI!U@A
uYs+ x X_
习题与思考6 8L&# <Ol
t n}9(Oa)
第7章激光测速与测距 .-o$ IQsS
/6f$%:q
7.1多普勒效应与多普勒频移 m7d? SU
2AdV=n6Z
7.2激光多普勒测速 }?H |9OS
P>)qN,a
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 H*!E*_
"eBpSV>nnQ
7.2.2激光多普勒测速技术 jPFA\$To
9_&.G4%V
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 05w_/l+
m. XLpD
7.3激光测距 iptzVr#b[
p! Hpq W
7.3.1脉冲激光测距 9 /0<Z_b2
g4U%(3,>D
7.3.2相位激光测距 p-;*K(# X
g<tr |n
7.4激光测速和测距应用 ['{mW4 i
ZX'/[wAN)
7.4.1车载激光多普勒测速 3 p" )
}2G'3msx
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 l .FkX
0*+i~g,Kl@
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 [X;yJ $
_O)~<Sk-*z
习题与思考7 Q
xKC5`1
T,5]EHea
第8章光纤传感原理与技术 zs WYV n]
rZ
*}jD[
8.1概述 z#*fELV
7hQrL+%q8
8.1.1光纤传感的主要类型 1_f( ;WOg
p'!cGJL
8.1.2光纤传感的主要特点 7RDfhKdb
j^>J*gLM}W
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 6 fL=2a
\&"gCv#
8.2.1光纤的基本结构 yX / 9jk
`cCsJm$ V"
8.2.2平板波导介质中的光波模式 w8c71C
vDqmD{%4N
8.2.3光在光纤中的传输规律 +A O(e
[J wo,?w
8.2.4光纤的传输特性 REli`"bR
FG:(H0
8.3光纤传感 3D(/k%;)
)Z,O*u*
8.3.1强度调制型光纤传感 &KmV tj
VP et1hAy
8.3.2相位调制型光纤传感 n~@;[=o?5
:!n_a*.{
8.3.3偏振调制型光纤传感 MQ7N8 @!t
"sdzm%
8.3.4波长调制型光纤传感 ] oU vC
+co VE^/w
8.3.5光纤分布式传感 **N{XxdN
A_i=hj 2f
习题与思考8 f,9 /Yg_
9'Le}`Gf
第9章激光雷达三维成像技术 )w4i0Xw^C:
I r]# u]Ap
9.1激光雷达三维成像原理 At @H
Y{ijSOl3
9.1.1激光雷达距离方程 g Y |f[M|
5bKM}? =L
9.1.2信噪比 C8W#$ a
AY<(`J{
9.1.3可探测距离 MA b*4 e#
>g+yw1n C
9.1.4横向成像参数 zk#"n&u0
`tw[{Wb
9.2激光三维成像雷达技术 F>RL&i
'"qTmo!
9.2.1机械扫描激光成像雷达 7@oM?r7td
~.7/o0'+
9.2.2面阵成像激光雷达 <n? cRk'.
GJS3O;2*
9.2.3固态激光成像雷达 |qm_ESzl
69 N/_V
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 RUco 3fZ
W T~UEK'
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 Lz6b9W
Pw+ PBIGn4
9.4激光三维成像雷达的应用 : 8h\ x
M~+}ss
习题与思考9 QP>tu1B|
{G. W?
第10章光学探针测量 J PO'1 D)
Rxb ? SBa
10.1微观表面形貌测量 GBeWF-`B
X} {z7[
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 X\4d|VJ?m
! $n@-
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 X(Z~oGyg
&X3G;x2;
10.2机械式探针测量 O"^3,-
G`D rY;
10.2.1机械式探针测量基本原理 @I"&k!e<2
_nwsIjsW
10.2.2机械式探针测量系统 ]w,:T/ Z}
RW-) ({
10.3光学焦点探测 (;!92ct[?
I%(YR"
10.3.1强度式探测方法 e 'I/}J
WwUhwY1o!L
10.3.2差动探测方法 .q90+9Ek=
FP=up#zl
10.3.3散光方法 %plu] ^Vy
\<ko)I#%
10.3.4Foucault方法 )fy-]Ky
*
ES}V\k*}
10.3.5斜光束方法 =e)t,YVm
(n{x"rLy/
10.3.6共焦方法 M}fk[Yr>
^ YOC HXg
10.3.7光学焦点探针的特点 _ sqj~|K
}]#&U/z
10.4干涉型光学探针测量 ]SC|%B _*
cs lZ;
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 &2,3R}B/
ObPXVqG"?
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ='vD4}"j
*"nN To
10.5扫描隧道显微镜 J5TT+FQ
8$F"!dc _
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 x{O) n
;A6%YY
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 'aWqj+Wbh
#My14u
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 &HQ_e$1
["fUSQ
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 ^GpLl
3Ofh#|qc&
10.6原子力显微镜 S,Z~-j
2$OV`qy@?
10.6.1AFM的基本硬件组成 J`]9 n>G
) IVk4|
10.6.2AFM的工作原理 $Ge0<6/
=X1oB ,W{
10.6.3AFM的工作模式 t`1M}}.
Oq^t[X'
10.6.4AFM在力学测量中的应用 htT9Hrx
E~@&&d U8
10.7扫描近场光学显微镜 O3V. 4tp
?y-@c]
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 cQkj{u
Mkh/+f4
10.7.2光子扫描隧道显微镜 *knN?`(x
/Y=_EOS
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 -%Rw2@vU
9Af nMD
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 Lv?jg ?$
?W_8 X2(`
10.8扫描探针显微镜 <.#jp([W>
O> N/6Z
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 2TG2<wqvE
K ton$%Li
10.8.2PTB研制的大范围SPM 3@nIoN'z
2Wg:eh
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 !</U"P:L
7H*,HZc@=
习题与思考10 *
V7bALY
{Q>4zepN!
参考文献 -X_\3J
%"c OX
|