《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。 ton 1oq
jh[
#p?:
[attachment=124599] W!t{rI7 2
第1章光学测量的基础知识 6
jmrD
>?z:2@Q)B
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 wh%xkXa[ur
rWA6X DM7
1.1.1基本概念 PSPTL3_~
'xIyGDe
1.1.2误差与测量不确定度 0Z"s_r }h
bl=ku<}@
1.1.3基本构成 vv+km +
g0 PT8]8
1.1.4主要应用范围 i0>] CJG
Nb0Ik/:<
1.1.5基本方法 '3^Q14`R
<: ">mV+/
1.1.6发展趋势 u QnT[\k?
C0QM#"[
1.2光学测量中的常用光源 HmMO*k<6@
V@[rf<,
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 +
~ "5!
eTT) P
1.2.2热光源 S`0NPGn;@[
5 Q W}nRCZ
1.2.3气体放电光源 {=67XrWN1
R::zuv
1.2.4固体发光光源 kO1}?dWpa
Sm)u9
1.2.5激光光源 D SvmVI
4ZwK pQ6
1.3光学测量中的常用光学器件 h$`#YNd'
];1R&:t
1.3.1激光准直镜 L_Q S0_1
X3',v ey
1.3.2分光镜 Br!9x {q*
]W/>L dv
1.3.3偏振分光镜 Ird|C[la
LBat:7aH>
1.3.4波片 M/pMs 6
.fp&MgiQ
1.3.5角锥棱镜 E8ta |D
Ab2Q
\+,
1.3.6衍射光栅 :QPf~\w?
MG{l~|\x)
1.3.7调制器 >&Y-u%}U
` XJm=/f
1.3.8光隔离器 ?T!)X)A#
cG{L
jt
1.4光学测量中的常用光电探测器 ^nNit F
6@V~0DG
1.4.1常用光电探测器的分类 =^tA_AxVw
uOd& XW
1.4.2光电探测器的主要特性参数 l$XPIC~H
Yf}xwpuLk
1.4.3常用光电探测器介绍 ,6{iT,~@8
<CZgQ\Mt
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 ,eRQu.
__Nv0Ru
1.5.1光学测量系统中的噪声 `XKVr
Z6Fp\aI8@
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 j.%K_h?V5
vUesV%9hq
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 ++jAz<46
>/=> B7
1.6.1概述 R[jEvyD>(
b~w=v_[(I
1.6.2机械调制法 WQ6"0*er
yK%ebq]
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 z~{&}Em ~
:J/M,3
习题与思考1 F(,UA+$A
]uQqn]+I!
第2章光干涉测量 =d)-Fd2li
C\*4q8(
2.1光干涉基础知识 ~}"]&%Q{J
}H"k U2 l
2.1.1光的干涉条件 IzLQhDJ1
(Pbg[AY
2.1.2干涉条纹的形状 AUe# RP
F?-R$<Cn2~
2.1.3干涉条纹的对比度 ~Z'w)!h
t2BL( yB
2.1.4产生干涉的途径 >e,mg8u6$
Wwujh2g"0|
2.2波面干涉测量 7U|mu~$.!
UVQ7L9%?f
2.2.1概述 7 msAhz
T0z n,ej
2.2.2泰曼格林干涉仪 tmUFT
2lVHZ\G
2.2.3移相干涉仪 YXo|~p;=Y
v <Kmq-b
2.2.4共路干涉仪 C3NdE_E
({WyDu&=
2.3激光干涉仪 4m )OR
h vka{LD
2.3.1迈克尔逊干涉仪 Q[F}r`
re?s.dj T
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 :Bu2,EL*O
0tg8~H3yy
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 e]=lKxFh&l
!V 2/A1?
2.4白光干涉仪 :>Rv!x `
L2 Pujk
2.5外差式激光干涉仪 9d[5{" 2j
{ FZ=olZ
2.5.1概述 rE9I>|tX
\^7C0R-hX
2.5.2双频激光干涉仪 _BdE<
!r
o6
E!IX+
2.5.3激光测振仪 sm[94,26
&e-U5'(6v_
2.6激光自混合干涉测量 \.YS%"Vz
$Iv2j">3)
2.7绝对长度干涉计量 ,1OyN]f3
w }Uhd ,
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 b306&ZVEk
)q7UxzE+
2.7.2激光无导轨测量 &nBa=Enf
W @|6nPm
2.8激光干涉测量的重大应用举例 xk&Jl#v
AKMm& (fh%
2.8.1激光干涉测量引力波 $/!{ OU.t`
>h0- ;
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 `;%]'F0`
otggN:^Qw
习题与思考2 q[`j`8YY!R
4jD2FFG-
G
第3章激光准直与跟踪测量 5w aKI?4F
zg-2C>(6a
3.1概述 C4TE-OM8
]Oq[gBL"A
3.1.1激光准直测量基本原理 ]?*I9
S[WG$
3.1.2激光准直测量系统的组成 C8z{XSo
23 ~ Sjr
3.2激光测量直线度原理 @E:,lA
xhcK~ 5C
3.2.1直线度测量概述 4 Y[1aQ(%
0RoU}r@z4
3.2.2激光测量直线度方法 M|:UwqV>
yX~v-N!X
3.2.3直线度测量误差分析 S)D nPjN{
f bUr`~Y"
3.3激光同时测量多自由度误差 ai0XL}!+
r Tz$^a}/
3.3.1滚转角测量 9K1oZ?)_z
fW?o@vlO
3.3.2四自由度误差同时测量 /Q~i~B 2j-
\L"kV !>
3.3.3五自由度误差同时测量 +SwR+H)?
KEWTBBg
3.3.4六自由度误差同时测量 BCA&mi 3q
&RfC"lc
3.3.5激光跟踪测量 P#AW\d^"B
i>(e}<i
习题与思考3 =Q\r?(Iy
aA,!<^&}
第4章激光全息与散斑测量 AvW:<}a,
f k&8]tK4
4.1全息术及其基本原理 MG.`
r{5
)= =Jfn y
4.1.1全息术基本原理 <u2 }i<#
>3Eo@J,?d
4.1.2全息图的类型 R6(oZp h
?nL .w
4.1.3全息设备基本构成 A,a.8!*}vd
:8OZ#D_Hl
4.2激光全息干涉测量 Oeok ; :
x@[rms
4.2.1单次曝光法 ')$+G152
4M2j! Sw
4.2.2二次曝光法 -PfX0y9n
a24"yT
4.2.3时间平均法 .4E&/w+
]iU x p+
4.3激光全息干涉测量的应用 9?SZN L['V
ZusEfh?
4.3.1位移和形状检测 lz?$f4TzA
Rd#WMo2Xd
4.3.2缺陷检测 e7sp = I ,
@"^0%/2-
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 4GX-ma,
p" KFJ
4.4激光散斑干涉测量 BW$"`T@c6~
MB~=f[cUnd
4.4.1散斑的概念 XzEc2)0'v
y#3j`. $3p
4.4.2散斑照相测量 o%IA}e7PAa
NeE
t
4.4.3散斑干涉测量 N(F p0
JPoN&BTCj
4.4.4电子散斑干涉 SMpH._VFeE
pu2 tY7J a
4.4.5时域散斑干涉 x$6^R q>2
PoxK{Y
4.5散斑干涉测量的应用举例 e?8HgiP-
4b98Ks Yg
习题与思考4 6">+
~
G
,[P{HrH x
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 OC BgR4 I
CEX " D`
5.1激光衍射测量基本原理 5\]Sv]s)R
VHIOwzC
5.1.1单缝衍射测量 {y=j?lD
YQj 2
5.1.2圆孔衍射测量 a,k>Q`
)b)-ZS7
5.2莫尔条纹测量 E2R&[Q"%
_( {hc+9p
5.2.1莫尔条纹的形成原理 Nn!+,;ut
W\d{a(*
5.2.2莫尔条纹的基本性质 onz?_SAW
g/CSG IIT
5.2.3莫尔条纹测试技术 `p2+&&]S
DtXrWS/
5.3衍射光栅干涉测量 ] >=}*=
u{ ['<r ;I
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 1g8_Xe4
}fb#G<3
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 0 i !uUF
TO]@
Zu1
5.4X射线衍射测量 ,!#*GZ.ix
2mVD_ s[`
5.4.1X射线衍射测量原理 =P't(<
2b w_IT
5.4.2X射线衍射测量材料应力 a_f ~N1kq
PgtJ3oq [}
习题与思考5 ON=@ O
K|zZS%?$
第6章机器视觉测量 :XZU&Sr"
1OCeN%4]Qk
6.1摄像机模型 IzikDc10
*>7 > g"
6.2图像处理技术 8']M^|1
0D\#Pq
v
6.2.1图像滤波 Dfg2`l
KL1/^1
6.2.2图像增强 xS4w5i2
E ~Sb
6.3结构光视觉测量 >,gg5<F-E
nAW:utTB
6.3.1激光三角法的测量原理 8!O5quEc
3er nTD*`
6.3.2结构光视觉测量系统 HHDl8lo
q rJ`1
6.3.3点结构光视觉测量原理 DS+}UO
Uc7mOa}4
6.3.4线结构光视觉测量原理 WIC/AL'
ub^h&= \S
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ?pr9f5
ehzM) uK
6.4双目立体视觉测量 rI= v
K28+]qy[
6.4.1数学模型 I4/8 _)b^
27
]':A4_
6.4.2双目立体视觉的标定方法 [ey:e6,T9
N60rgSzI
6.5基于相位的视觉测量 s )no o
")O%86_Q:
6.5.1相移形貌测量 Wk~W Ozr}^
|n+qMql'
6.5.2立体相位偏折测量 UW N*j_9i
%<k2#6K
6.6视觉测量的应用举例 LLk(l#K*
QLXN*c
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 qaiNz S@q
Rp .Sj{<2
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 mg^I=kpk
UtPLI al
习题与思考6 \Jx04[=
"'c
A2~
第7章激光测速与测距 %eX{WgH
h]. <t&
7.1多普勒效应与多普勒频移 .>= (' -
H5DC[bZMb%
7.2激光多普勒测速 E(O74/2c8
1C< uz29
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 AqWUwK9T
+]*zlE\N`
7.2.2激光多普勒测速技术 .<jr0,i
?u{~>
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 Li!Vx1p;u.
p`b"-[93
7.3激光测距 wT;0w3.Z
wN@oYFoL
7.3.1脉冲激光测距 cc,^6[OH@
sF|5XjQ
7.3.2相位激光测距 0" kbrv2y
kDEPs$^
7.4激光测速和测距应用 I;e=0!9U
CnpV:>V=
7.4.1车载激光多普勒测速 .X@FXx&
I KqQ>Z-q~
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 T=iJGRctB
DnC{YK
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 v4u5yy_;(
YM1'L\^
习题与思考7 D&od?3}E
ti5mIW\
第8章光纤传感原理与技术 M$y+q
^
(zgW%{V@
8.1概述 Lg KaPg$
Lhl]g^SN
8.1.1光纤传感的主要类型 n!NS(. o
K?[q% W]%
8.1.2光纤传感的主要特点 /j4P9y^]=
J #w
J4!
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 /RNIIY~w
y+X2Pl
8.2.1光纤的基本结构 Fpm|_f7
syWG'( >
8.2.2平板波导介质中的光波模式 ",^Mxm{
ruc++@ J@
8.2.3光在光纤中的传输规律 GNgKo]u
R@/"B8H
8.2.4光纤的传输特性 2/?`J
)[PtaPWeT
8.3光纤传感 4[.oPK=i
<D:.(AUeO
8.3.1强度调制型光纤传感 1M}5>V{
V,mw[ Hw
8.3.2相位调制型光纤传感 ur3(HL
'9S 8}q
8.3.3偏振调制型光纤传感 7Nk!1s :
zfc'=ODX
8.3.4波长调制型光纤传感 S& S Q
I/&%]"[^u
8.3.5光纤分布式传感 [#l*_0
mp=z
习题与思考8 v K9 E
b:Wm8pp?
第9章激光雷达三维成像技术 spd vZU=}
N "" BCh"
9.1激光雷达三维成像原理 e x:: m&
2>cGH7EBD
9.1.1激光雷达距离方程 *]A dUEV ?
%e-7ubW
9.1.2信噪比 %K>,xiD)
eCqHvMp
9.1.3可探测距离 <R''oEf9
lBK}VU^
9.1.4横向成像参数 ;%<,IdhN
]~aF2LJ_q
9.2激光三维成像雷达技术 L;*ljZ^c
P0W*C6&71|
9.2.1机械扫描激光成像雷达 G_0(
|%
> +JqA7K
9.2.2面阵成像激光雷达 n@ C[@?D
VKq=7^W
9.2.3固态激光成像雷达 }
ud0&Oe{
M-1ngI0H;
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 7s/u(~d)
YE|SK x@
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 mVV D !
hEBY8=gK
9.4激光三维成像雷达的应用 J T-J#Ag
Ov-icDMm
习题与思考9 zG ^$"f2
0\[Chja
第10章光学探针测量 Y0x%sz 5
v.pBX<
10.1微观表面形貌测量 <,[cQ I/
*h'=3w:G
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 wgamshm"d
JT3-AAi[Z
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 In18_ bc
!a7[ 8&
10.2机械式探针测量 sE:M@`2L
77\] B
10.2.1机械式探针测量基本原理 P(+&OoY2
;_rF;9z9
10.2.2机械式探针测量系统 0`X]o'RxS
&Xf^Iu
10.3光学焦点探测 v6>_ j
L
syaPpM
Q-
10.3.1强度式探测方法 ~]nSSD)\
/ c AUl
10.3.2差动探测方法 1][4.}?F[
tasUZ#\6
10.3.3散光方法 Q36qIq_0e
.P[ _<8
10.3.4Foucault方法 Bj1? x
-'t)=YJ
10.3.5斜光束方法 KY51rw.
czS+<
w
10.3.6共焦方法 n =y[CKS
[8T^@YN
10.3.7光学焦点探针的特点 dwDcR,z?a
b:tob0TB
10.4干涉型光学探针测量 v^d]~ !h
umt.Um .m2
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 1Cv-
j)<IRD^
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ;<j0f~G`
&Low/Y'.jJ
10.5扫描隧道显微镜 q,93nhs "
NT e 5
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 m^ tFi7c
PIdi kA
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 xI($Uu}S
g^}8:,F_
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 m i,E-
56zL" TF`
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 ;/r1}tl+3>
=;2%a (
10.6原子力显微镜 eHn7 iuS8
"1 L$|
10.6.1AFM的基本硬件组成 ] 6TATPIr
x{n`^;Y1
10.6.2AFM的工作原理 mID"^NOi#
E4|jOz^j4\
10.6.3AFM的工作模式 l49*<nkmq
mlJ!: WG
10.6.4AFM在力学测量中的应用 ^c^#dpn
[AYOYENp-
10.7扫描近场光学显微镜 Ye2 {f"F
]rWg SID
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 1(I6.BHW
vms|x wb
10.7.2光子扫描隧道显微镜 =&ks)MH-
G6/p1xy>o:
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 bdC8zDD
x:),P-~w
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 . 1KhBgy^K
[d(U3 8BI
10.8扫描探针显微镜 5-aj 2>=7
3I)VH MC
10.8.1NRC的大范围计量型AFM v"b+$*
\;qW 3~
10.8.2PTB研制的大范围SPM &cxRD
gW>uR3Ca4
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 p "n$!ilbm
$8 UUzk
习题与思考10 UTH*bL5/J2
bM {s
T"
参考文献 i BF|&h(\
9
Vkb>yFX'
|