《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。 3 $~6 +i
O /S: S
[attachment=124599] &I= 27!S
第1章光学测量的基础知识 v \xuq`
}\-"L/D?+
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 CcDi65s
XF S"~ {
1.1.1基本概念 AJ%x"
9hNHcl.
1.1.2误差与测量不确定度 I"_``*/1
6Z:swgi6&
1.1.3基本构成
AhNy+p{
^ y1P~4w?
1.1.4主要应用范围 0P%,1M3d
|1rKGDc
1.1.5基本方法 8Ev,9
u djahI<{
1.1.6发展趋势 0r |mg::'
s{30#^1R
1.2光学测量中的常用光源 #JLxM/5^1~
4ne95_i
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 bAd$
>DI[
VQMPs{tm
1.2.2热光源 q ad`muAd
vz^w %67&
1.2.3气体放电光源 s?}m~Pl
a YC[15?'
1.2.4固体发光光源 /4 Q^L>a
c}l?x
\/
1.2.5激光光源 VvS ^f
'TdO6-X
1.3光学测量中的常用光学器件 ;O Td<
Fh3>y2 `/
1.3.1激光准直镜 [=otgVteN"
#xlT,:_:)
1.3.2分光镜 p2\mPFxEP
jQ 'r} ;;
1.3.3偏振分光镜 r^j iK\*
"j]85
1.3.4波片 a2 vZ'
'T_Vm%\)
1.3.5角锥棱镜 QL{ ^
u\ uY q
1.3.6衍射光栅 tsqkV7?
6cm&=n_u
1.3.7调制器 Px$4.b[{_Y
=Ll:Ba Q
1.3.8光隔离器 /^XGIQ/ W
YR\pt8(z?
1.4光学测量中的常用光电探测器 P_:~!+W,
O:hCUr
1.4.1常用光电探测器的分类 $vQ#ah/k
{)c2#h
1.4.2光电探测器的主要特性参数 b-Q%c xJ
%~$P.Zh
1.4.3常用光电探测器介绍 %`F &,!d
o;#9$j7QP!
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 B>!OW2q0D
*$4 EXwt'
1.5.1光学测量系统中的噪声 H`XE5Hk)P%
YgFmJ.1
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 Fhr5)Z
`RriVYc<
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 <%~`!n,t0
OZ'=Xtbn
1.6.1概述 wE4:$+R};
HLa3lUo
1.6.2机械调制法 SBNeN]
%( tu<
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 K< ;I*cAX
+wwb+aG6{
习题与思考1 $XOs(>~"r
YKk *QcAn
第2章光干涉测量 Y<"BhE
(H/2{##
2.1光干涉基础知识 W>*9T?
@Z fQ)q\
2.1.1光的干涉条件 h yPVt6Gkj
Bj-80d,
2.1.2干涉条纹的形状 aT[qJ bp1
fC \Cx;q-
2.1.3干涉条纹的对比度 {[<o)k .A
]V 4Fm{]
2.1.4产生干涉的途径 XlPi)3m4/S
|lnMT) ^D
2.2波面干涉测量 [nx
OGa2
[lmghI !
2.2.1概述 )Td;2
&m8#^]*
2.2.2泰曼格林干涉仪 #2XX [d%
Y oT< ]'
2.2.3移相干涉仪 WFYbmfmV
lh N2xg5x
2.2.4共路干涉仪 )C@O7m*.4
\9Z1'W
2.3激光干涉仪 V5ySOgzw,
=.sg$VX
2.3.1迈克尔逊干涉仪 mw[T[
~g6`Cp`
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 H;eGBVi
O>h,u[0
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 X *Qt bm,
^iH wv*ss
2.4白光干涉仪 4IT`8n~
i xf~3Y8
2.5外差式激光干涉仪 ]I+"";oQGB
^uDNArDmj5
2.5.1概述 %YH+=b:uW
b%TS37`^[
2.5.2双频激光干涉仪 _gGI&0(VM
EGY'a*]cU
2.5.3激光测振仪 ~$bkWb*RJ
E/OJ}3Rf
2.6激光自混合干涉测量 C i}v +
vq.~8c1
2.7绝对长度干涉计量 ? 0} M' L
4dB6cg
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 >R9_ ;
t=K;/ 1
2.7.2激光无导轨测量 >\/H 2j
QXQ'QEG
2.8激光干涉测量的重大应用举例 1&Fty'p
ib3 u :
2.8.1激光干涉测量引力波 :nt 7jm,
ZSBa+3;z
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 {Xc^-A[~
z)Yk&;X C
习题与思考2 Zgw;AY.R>
mr4W2Z@L
第3章激光准直与跟踪测量 fpDx) lQ
0L
^WTq
3.1概述 { hXIP`
5Oa`1?C1
3.1.1激光准直测量基本原理 (eG9b pqr
"<#-#j
3.1.2激光准直测量系统的组成 pq3W. 7z;b
FR7DuH/f)
3.2激光测量直线度原理
`.Oj^H6
TpH vZ]c
3.2.1直线度测量概述 *Y4[YnkPE
a-A>A_.
3.2.2激光测量直线度方法 !vaS fL*]
x D:t$~
3.2.3直线度测量误差分析 N FVr$?P
f A W(
3.3激光同时测量多自由度误差 x34 4}\
.tg2HKD_lW
3.3.1滚转角测量 -w[j`}([P9
y 4V~fg;
3.3.2四自由度误差同时测量 j o7`DDb
@ 1`!}.Tk
3.3.3五自由度误差同时测量 MHuQGc"e+4
a5)<roWQ
3.3.4六自由度误差同时测量 #|ppW fZQ
4*)a3jI?
3.3.5激光跟踪测量 #:~ Mt V
1\[En/6
习题与思考3 YqJ
`eLu
/M0A9Z T[
第4章激光全息与散斑测量 k\ 2.\Lwb
p4Wy2.&Q
4.1全息术及其基本原理 ~36)3W[4
l/wdu(
4.1.1全息术基本原理 \V1geSoE
tK|jh
4.1.2全息图的类型 by:"aDGK.
o'Uaz*-po
4.1.3全息设备基本构成 >Q`\|m}x)Q
dN8@ 0AMSf
4.2激光全息干涉测量 | 4slG
jMpV c
E#
4.2.1单次曝光法 [i9. #*
SZ;Is,VgU4
4.2.2二次曝光法 + YjK#
RF#S=X 6
4.2.3时间平均法 K KCzq
|
7,.3'cCL^
4.3激光全息干涉测量的应用 [110[i^
&e-MOM2&
4.3.1位移和形状检测 dr54 D
gsSUm f 1
4.3.2缺陷检测 hB !>*AsG
eB] R<a60
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 T> !Y-e.q
"1- gMob
4.4激光散斑干涉测量 ~ ~"qT
~"Q24I
4.4.1散斑的概念 )zKZ<;#y
S260h,(,
4.4.2散斑照相测量 5Nt40)E}sN
68!W~%?pR
4.4.3散斑干涉测量 kT =KxS{
++d%D9*V<
4.4.4电子散斑干涉 .$rt>u,8<
cl'#nLPz;
4.4.5时域散斑干涉 'a^'f]"
c9
&L K J6
4.5散斑干涉测量的应用举例 ~vL`[JiK
CY4ntd4M
习题与思考4 fx"~WeV cO
Yu`KHvur
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 8iIz!l%O
4e0 /Q!o,
5.1激光衍射测量基本原理 g.V{CJ*V
}(y X$ 3?`
5.1.1单缝衍射测量 ZJod=^T
&|LP>'H;
5.1.2圆孔衍射测量 J/{ !_M-
l>J>?b=x"[
5.2莫尔条纹测量 x =7qC#+)
Wifr%&t{J
5.2.1莫尔条纹的形成原理 *oW^P~m/
#c F ?a5
5.2.2莫尔条纹的基本性质 ij| + MX
G'dN_6ho3
5.2.3莫尔条纹测试技术 8Q*477=I
_P:}]5-|
5.3衍射光栅干涉测量 in[yrqFb7t
oA;> z
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 aOOkC&%
%" C%p A
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 9P)28\4
"L)=Y7Dx
5.4X射线衍射测量 d$;1%rRj8
u~-,kF@
5.4.1X射线衍射测量原理 -!s?d5k")
/ll2lyS+
5.4.2X射线衍射测量材料应力 UD+r{s/%
@5)THYAx4
习题与思考5 M#5*gWfq9
`Cv@ 16
第6章机器视觉测量 br[ n5
8 euh]+
6.1摄像机模型 ,xzSFs >2
-:P`Rln
6.2图像处理技术 L*'3f~@Q
-:jC.}
Y
6.2.1图像滤波 <:YD.zAh|
ZQ_&HmgRy
6.2.2图像增强 f'-)
3T
7Gs0DwV
6.3结构光视觉测量 ;V:Cf/@@R
.zM M!l3
6.3.1激光三角法的测量原理 F,NS:mE
#R#o/@|
6.3.2结构光视觉测量系统 .o"FT~}z
1^HUu"Kt
6.3.3点结构光视觉测量原理 ]ICBNJ
Kd%>:E*
6.3.4线结构光视觉测量原理 WokQ
X"
=I6u*$9<
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 [h=[@jiB
D_(K{? KU
6.4双目立体视觉测量 oKlO cws}
/`x)B(b
6.4.1数学模型 <M,A:u\qSQ
j\^ u_D
6.4.2双目立体视觉的标定方法 8ba*:sb
Q&;d7A.@
6.5基于相位的视觉测量 ]di9dLT
OQC.p,SO
6.5.1相移形貌测量
KJ]ejb$
45DR%c z
6.5.2立体相位偏折测量 gL-\@4\wc
HHMv%H]M
6.6视觉测量的应用举例 gvi]#|
%x5zs ]4^
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 xSal=a;k
tc%0yr9
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 N:yyDeGyW
j%Cr)' H?
习题与思考6 Hc"FW5 R
r!,/~~m T
第7章激光测速与测距 3~uWrZ.u
S}T*g UO
7.1多普勒效应与多普勒频移 g 0n
5&X
F#a z&
7.2激光多普勒测速 [L+VvO%cT
Om/mpU /U
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 B<A=U r
.^}
vDA
7.2.2激光多普勒测速技术 ^9zFAY.|
RgQ;f YS
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 k"V@9q;*
V(LE4P 1
7.3激光测距 TiF2c#Q*y
$kM8E@x2
7.3.1脉冲激光测距 A`
iZ"?
)ZP-t!).G#
7.3.2相位激光测距 #FHyP1uyc
VSJ08Ngi
7.4激光测速和测距应用 my |UlZ(qg
e= <%{M&
7.4.1车载激光多普勒测速 RlH~<|XK
01-n_ $b
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 |k-IY] 6
~_YU%y
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 a=!I(50
E+.%9EKU
习题与思考7 t ;~H6
.-( s`2
第8章光纤传感原理与技术 9 j 6
Q5N;MpJ-
8.1概述 f/VrenZ_
P i lV5Gg
8.1.1光纤传感的主要类型 9u->.O: p
YVEin1]
8.1.2光纤传感的主要特点 W,[b:[~v
f/&k $,w
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 0qV"R7TW
).Ei:/*j
8.2.1光纤的基本结构 q[}[w! to
;~ >E^0M
8.2.2平板波导介质中的光波模式 KP[H&4eoC
.$k2.-k
8.2.3光在光纤中的传输规律 VgSk\:t
GG} (*pOr
8.2.4光纤的传输特性 _c W (R,i
qU1^ K
8.3光纤传感 k$hNibpkt
G}lP'9/
8.3.1强度调制型光纤传感 ?xTh}Sky
R&Oqm hT!
8.3.2相位调制型光纤传感 ?B& @
ARZ5r48)
8.3.3偏振调制型光纤传感 DB^"iof
^lP_{ c
8.3.4波长调制型光纤传感 &d`z|Gx9
? 8d7/KZO
8.3.5光纤分布式传感 E[FRx1^R9
iuX82z`
习题与思考8 BE;J/
4+V+SD
第9章激光雷达三维成像技术 `xhiG9mz~
>}43xIRRCq
9.1激光雷达三维成像原理 tkG0xRH
B~_='0Gm[
9.1.1激光雷达距离方程 xF+a.gAIb
xz+Y 1fYT
9.1.2信噪比 Y{ho[%
CZ/bO#~
9.1.3可探测距离 cdDMV %V
Zm:Wig
,a
9.1.4横向成像参数 Q/%(&4>'y
,=9e]pQ
9.2激光三维成像雷达技术 6T}bD[h4?
5PJB<M_m:
9.2.1机械扫描激光成像雷达 :\*<EIk(
hm%'k~
9.2.2面阵成像激光雷达 r~sx] =/
r 3@Q(Rb
9.2.3固态激光成像雷达 j;tT SNF
+P7A`{Ae
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 3sk$B%a>Z
&AMW?vO
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 xb!h?F&
?/_8zpW
9.4激光三维成像雷达的应用 )U`"3 R
uhuwQS= X
习题与思考9 3&D;V;ON}_
!9!kb
第10章光学探针测量 Y2
&N#~l*
TU&t 1_6
10.1微观表面形貌测量 1@nGD<,.
# $:ddO Y
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 > -Qg4%m
,KlTitJl\+
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 \(a9 rZ9
\8uPHf_
10.2机械式探针测量 :<OInKE>Cx
zX-6]j;
10.2.1机械式探针测量基本原理 t5z6{`
7-M$c7S
10.2.2机械式探针测量系统 g8yWFqE!T
W^2Q"c#7F
10.3光学焦点探测 +w-UK[p
~RVx~hh
10.3.1强度式探测方法 APT'2 -I_
V| > u,
10.3.2差动探测方法 ExDH@Lb
|H.(?!nTb
10.3.3散光方法 {4Q4aL(
%d+:0.+`n
10.3.4Foucault方法 D<[4 }og&]
-{>Nrx|
10.3.5斜光束方法 =nEl m*E
WV5gH*uUa
10.3.6共焦方法 L&qzX)
kb?QQ\e
10.3.7光学焦点探针的特点 VVdgNT|}W
Yn,dM~|Cc
10.4干涉型光学探针测量 30Nya$$ A=
5=g{%X
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 Ga-AhP
x. r~e)x=
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ,jyNV<dI
,TD@s$2x
10.5扫描隧道显微镜 fbS l$jn.
U S+PI`
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 rUkiwqr~E
x`^~| Q
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 *-bR~
cpB$b C](
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 or/Y"\-!
/ sENoQR
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 dL>0"UN}-
h"K N)xi$
10.6原子力显微镜 &yzC\XdA
7ZHM;_
-
10.6.1AFM的基本硬件组成 65RWaz;|
4YkH;!M>ji
10.6.2AFM的工作原理 !3K6ew>Sf
qFmvc
10.6.3AFM的工作模式 8 vB~1tl;
$%VFk 53I
10.6.4AFM在力学测量中的应用 h\KQ{-Bl
'DlY8rEGP
10.7扫描近场光学显微镜 K z !-w
s4lkhoN\ t
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 7Xv.C&jzd
@ * L^Jgn
10.7.2光子扫描隧道显微镜 DY ?`Y%"
RNuOwZ1m
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 .l5y !?
o"t+G/M
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 vk+TWf
BCF- lrZ &
10.8扫描探针显微镜 r 4jW =?|
<FmrYwt
10.8.1NRC的大范围计量型AFM [ V() 7
.hlr)gF&)
10.8.2PTB研制的大范围SPM t#oY|G3O}
Z=DAA+T`
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 !1!;}uz t
5KU}dw>*g
习题与思考10 : h?"0,
2t\a/QE)E
参考文献 K9}ppgL'$
#b []-L!
|