《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。 [,A*nU$
xign!=
[attachment=124599] !q:[$g-@q
第1章光学测量的基础知识 FsZ W,
_J'V5]=4
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 [)K? e!c8
& e2|]C4
1.1.1基本概念 [PVem
}.j<kmd
1.1.2误差与测量不确定度 TqzL] 'NS+
S8 +GM
1.1.3基本构成 <g/Z(<{wor
B =E <</i
1.1.4主要应用范围 O=2"t%Gc
Q-scL>IkCb
1.1.5基本方法 Ly e^G% {
(XF"ckma
1.1.6发展趋势 A .]o&S}
_gAU`aO^
1.2光学测量中的常用光源 in>Os@e#
r]GG9si
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 1y\ -Iz^
{51<EvyE*
1.2.2热光源 ^ T(v4'7
xqP DL9\
1.2.3气体放电光源 An cka
ii< /!B(
1.2.4固体发光光源 -&L(0?*qo
{#-I;I:
1.2.5激光光源 `7.(dn>WL0
|wef [|@%
1.3光学测量中的常用光学器件 N*Is_V\R
lCy BdY9n
1.3.1激光准直镜 =f
FTi1]/h
Y~FN` =O
1.3.2分光镜 <a=,{ O
bl/tl_.p00
1.3.3偏振分光镜 $ mH'%YDIl
BWtGeaW/sr
1.3.4波片 hn$l<8=Q_
^p@R!228
1.3.5角锥棱镜 ,CGq_>Z
VLLE0W _]
1.3.6衍射光栅 mA{G:
d
P4h^_* d
1.3.7调制器 @;^ 7kt
C r A7lu'
1.3.8光隔离器 u~JCMM$
zO@7V>2
1.4光学测量中的常用光电探测器 &]d-R
dV~d60jOF
1.4.1常用光电探测器的分类 F . N4Q'2Z
oRp;9
1.4.2光电探测器的主要特性参数 -XbO[_Wf
#b^x! lR
1.4.3常用光电探测器介绍 rM|] }M=_V
p3e_:5k
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 XGs
d"UW
.}xF2'~E/
1.5.1光学测量系统中的噪声 fo$5WTY
e *nT+Rp
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 :)~idV lV
}3^b1D>2O
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 MfJs?N0
">-mZ'$#L
1.6.1概述 Y6&B%t<bo
1\ hh,s
1.6.2机械调制法 Q&JnF`*
Ao2m" ym
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 equ|v~@ y
>TnV
Lx<
习题与思考1 7KB:wsz^
{9/ayG[98
第2章光干涉测量 ^GS,4[) H
z~ Ec *
2.1光干涉基础知识 +nLsiC{&
?E6*Ef
2.1.1光的干涉条件 ;|.~'' :
WNE=|z#|
2.1.2干涉条纹的形状 Q5!" tF p
CH`_4UAX%
2.1.3干涉条纹的对比度 xs'vd:l.Pp
^")SU(`
2.1.4产生干涉的途径 MO1t 0My c
7aV(tMz d
2.2波面干涉测量 BLno/JK0}
eM>f #M
2.2.1概述 vvsQf%
;$0)k(c9
2.2.2泰曼格林干涉仪 H&yK{0H
& rsNB:!
2.2.3移相干涉仪 ] j kaOj
uyp|Xh,
2.2.4共路干涉仪 G#|`Bjv"aP
0\Q/$ #3
2.3激光干涉仪 7,pn0,HI
XSw!_d
2.3.1迈克尔逊干涉仪 @@])B #
xDJs0 P4
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 cyQ&w>'
<8'-azpJ6<
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 u4W2 {
M^e;WY@ D
2.4白光干涉仪 9q4%s? )j
Ki8]+W37
2.5外差式激光干涉仪 }u C C~ <^
+
Q $J q
2.5.1概述 [1 ?
X}Oo5SNgff
2.5.2双频激光干涉仪 sfN6ro
Z 0(}doh
2.5.3激光测振仪 (B0tgg^jj,
t:SM E'~.P
2.6激光自混合干涉测量 k9'`<82Y
NJe^5> 4`
2.7绝对长度干涉计量 /c>@^
S(c&XJR
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 E\X:VQ9
3fb"1z#
2.7.2激光无导轨测量 5Y#W$Fx($R
o-m9}pV
2.8激光干涉测量的重大应用举例 {e1ak g.
[ q% Rx!L
2.8.1激光干涉测量引力波 {FrcpcrQa
[ITtg ?]F
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 <6djdr1:b
k4AF
.U`I
习题与思考2 y\xa<!:g
w<0F-0:8
第3章激光准直与跟踪测量 H/v|H}d;
,f]GOH
3.1概述 Zdm7As]
}3Mnq?.-
3.1.1激光准直测量基本原理 l?UFe$9(
Vzs _g]V
3.1.2激光准直测量系统的组成 ^`MGlI}
9CxFj)#5F
3.2激光测量直线度原理 uxj x~+qFd
k^Gf2%k
3.2.1直线度测量概述 '&OJ hLE
iz0GL&<
3.2.2激光测量直线度方法 & .ilku/
ZliJc7lss
3.2.3直线度测量误差分析 XuY#EJbZ
3 cb$g
3.3激光同时测量多自由度误差 RdirEH *H
[T< Z ?
3.3.1滚转角测量 GjfPba4>
k,kr 7'Q
3.3.2四自由度误差同时测量 l, [cR?v
!L=RhMI
3.3.3五自由度误差同时测量 DMc H, _(
u@{z
xYn
3.3.4六自由度误差同时测量 FD+y?UF
$ncJc
3.3.5激光跟踪测量 mk' $ |2O
A.%MrgOOX
习题与思考3 M(8Mj[>>Rj
u5 1%~
第4章激光全息与散斑测量
RM(MCle}
3R=R k
4.1全息术及其基本原理 TJhzyJ"t
^F e %1Lnt
4.1.1全息术基本原理 +pefk+
'Wv`^{y <^
4.1.2全息图的类型 dP7nR1GS
r) SG!;X
4.1.3全息设备基本构成 V(5=-8k
VxKD>:3c
4.2激光全息干涉测量 x&N!S U6
?:
XY3!{
4.2.1单次曝光法 X S& oW
w 9W0j
4.2.2二次曝光法 UgBD| ~zu
0YApaL+jt
4.2.3时间平均法 ] C&AU[U*
&W|r
P (
4.3激光全息干涉测量的应用 9eh9@~mU"l
^hN. FIzM
4.3.1位移和形状检测 kYl')L6
dTwZ-%
4.3.2缺陷检测 #@v$`Df<
97]$*&fH
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ]5 _6m;g
"+@>!U
4.4激光散斑干涉测量 ?L'4*S]
2=[de Qs
4.4.1散斑的概念 OZ9ud ]@\
N;6@ f*3_i
4.4.2散斑照相测量 dPtQ
Sa
O*:8gu'Y2
4.4.3散斑干涉测量 )dMXn2O
ZnVx 'Y
4.4.4电子散斑干涉 TlA*~HG<Q
qtQB}r8
4.4.5时域散斑干涉 { yvK UTq`
,;)1|-^nu
4.5散斑干涉测量的应用举例 M.loG4r!
|*5QFp
习题与思考4 !K~L&.\T
Og8'K=O#
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 $d +n},[C{
:/1/i&a
5.1激光衍射测量基本原理 [|NgrU_.
cfg_xrW0^
5.1.1单缝衍射测量 :AzP3~BI
? # cX_
5.1.2圆孔衍射测量 qOi3`6LCV
82q_"y>6
5.2莫尔条纹测量 7ql&UIeQ
J(s%"d
5.2.1莫尔条纹的形成原理 #;#r4sJwU
1q&gTv Ip
5.2.2莫尔条纹的基本性质 OG C|elSM
R\ +O.vX
5.2.3莫尔条纹测试技术 a33SY6.
ju@5 D
h
5.3衍射光栅干涉测量 qUMM}ls
eL7rX"!
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 [)ybPIv]
|RdiM&C7
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 m& h5u,
<> &!+|#
5.4X射线衍射测量 ST^@7f_
f7Dx .-
5.4.1X射线衍射测量原理 3cp"UU }.
6Ee UiLd
5.4.2X射线衍射测量材料应力 1 ^k# g,
ZV=)`E`I|
习题与思考5 GsG9;6c+u
z+J4XpX0,
第6章机器视觉测量 Hsoe?kUHF
<<Fk[qMA
6.1摄像机模型 6 }vPwI
4/rd r80
6.2图像处理技术 #&hu-gM V
m9Z 3q ;
6.2.1图像滤波 ~TGk`cAM>
N8Mq0Ck{$
6.2.2图像增强 I'_.U]An
9bpY>ze
6.3结构光视觉测量 / y \K La
&
q(D90w.
6.3.1激光三角法的测量原理 d9hJEu!Lu
ZA;wv+hF=
6.3.2结构光视觉测量系统 `GG PkTN
U73{Uv
6.3.3点结构光视觉测量原理 bB^SD] }C
/FZ@Z] Q0G
6.3.4线结构光视觉测量原理 9tnW: Nw~
Cu%|}xq
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 8^H <dR
tXocGM {6C
6.4双目立体视觉测量 FuYV}C
8: KlU(J
6.4.1数学模型 Ef;OrE""
ZW}0{8Dk
6.4.2双目立体视觉的标定方法 6m$,t-f0b
!V =s^8nj
6.5基于相位的视觉测量 Ou
_bM n
|WiK*
6.5.1相移形貌测量 crJyk #_
6 ]@H .8+
6.5.2立体相位偏折测量 Ny;(1N|&3
H1,;Xrm
6.6视觉测量的应用举例 :VPZGzK4
B6gSt3w.
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 r lalr+Rf
5o~;0K]
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 g`jO
Ld[zOx
习题与思考6 1 )aB']K%
,H3~mq]
第7章激光测速与测距
5PPV`7Xm9
c}II " P
7.1多普勒效应与多普勒频移 7P`|wNq
05zBB
7.2激光多普勒测速 CQo<}}-o
+8FlD iP
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 `0tzQ>ZQq
,%+i}H, 3
7.2.2激光多普勒测速技术 9=D\xBd|w
-d+q +l>0
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 g4 WN+y`
eI@LVi6<b
7.3激光测距 ~+{OSx<S
.0:t wj
7.3.1脉冲激光测距 ^D(N_va<
CT@JNG$<"
7.3.2相位激光测距 y!SElKj
? Sj3-*/?
7.4激光测速和测距应用 d v@B-l;
I3QK~ V*j)
7.4.1车载激光多普勒测速 |?CR|xqT
*KO 4H
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 LYPjdp2>"o
(yv&&J c
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 uI7 d?s
$UMxO`F
习题与思考7 }g:y !p k
H/>86GG
第8章光纤传感原理与技术 'W 5r(M4U
lzz rzx^
8.1概述 9FT;? ~,
s+>VqyHgf
8.1.1光纤传感的主要类型 i N0gvjZ
k=2]@K$%
8.1.2光纤传感的主要特点 bv`gjR
" d3pkY
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 &A vd
Yxye?R-:
8.2.1光纤的基本结构 u+eA>{
zhbp"yju7
8.2.2平板波导介质中的光波模式 wt4uzg8
UXVjRY`M.\
8.2.3光在光纤中的传输规律 M7 &u_Cn?
s7 IaU|m
8.2.4光纤的传输特性 TJ3 CXyRq
{dV#"+
8.3光纤传感 rK W<kQT
6'UtB !gr
8.3.1强度调制型光纤传感 rr fL [
+U9Gj#
8.3.2相位调制型光纤传感 ooY2"\o
K^bzZa+a
8.3.3偏振调制型光纤传感 S+>1yvr),
R{.5Z/Vp6E
8.3.4波长调制型光纤传感 r-
0BLq]~{
il `O*6-
8.3.5光纤分布式传感 $F-qqkR$
|><hdBQXX<
习题与思考8 Ym+k \h
7Wb:^.d
g
第9章激光雷达三维成像技术 x g~ q'>
1J<Wth{
9.1激光雷达三维成像原理 >| %m#JG
kRs(A~ngc
9.1.1激光雷达距离方程 _V6jn~N
6 ]^;
s1!
9.1.2信噪比 h(!x&kZq.
{"l_x]q
9.1.3可探测距离 .a\b_[ +W
%1fH-:c=C0
9.1.4横向成像参数 Mw2?U>h1
+HNY!f v9
9.2激光三维成像雷达技术 f^il|Obzl
4*W ??(=j
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ''S*B|:
J
>Zd0Dn
9.2.2面阵成像激光雷达 @K/}Ob4
?ihkV? ;)
9.2.3固态激光成像雷达 3eQ-P8LS
zK893)
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 Qi`Lj5;\F
yS0YWqv]6@
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 5qtZ`1Hq
tjc3;9
9.4激光三维成像雷达的应用 PeGL
Rbx34
Ijq1ns_tx8
习题与思考9 'F3Xb
k"F5'Od
第10章光学探针测量 W( IT s}O
T{v(B["!$
10.1微观表面形貌测量 MjCD;I:C.
uTGd{w@]0|
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 57IAH$n8o
BYt#aqf
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 T6MlKcw,t
'&,$"QXwE
10.2机械式探针测量 %cMX]U
$}&Y$w>S
10.2.1机械式探针测量基本原理 p
x1y #Q
IMLk{y%6
10.2.2机械式探针测量系统 , 2T&33m
lR[[]Yn
10.3光学焦点探测 q1 5t7-Z6
8 hx4N
10.3.1强度式探测方法 'PRsZ`x.
Y`jvza%
10.3.2差动探测方法 S 4uX utd
TUoEk
10.3.3散光方法 Zyxr#:Qm
wYy=Tl-N
10.3.4Foucault方法 (`PgvBL:
\U $'3M
10.3.5斜光束方法 {]1o( $.u
_<pSCR0
10.3.6共焦方法 Qa@ b-v'by
(c;F%m|
10.3.7光学焦点探针的特点 (UWWULV
v3!oY t:l
10.4干涉型光学探针测量 |}N -5U
vgY )
L
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 |}s)W o
xtW Q.
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 .%;`: dtj
sy`@q<h(
10.5扫描隧道显微镜 m
" '
3D
L7
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 ^`>,~$Q
d-Vttxa6
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 ,:POo^!/fT
)90 Q
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 ~<
%%n'xmm
@9_H4V
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 ssaEAm:
u6^cLQO+
10.6原子力显微镜 "SC }C
+(n&>7 5
10.6.1AFM的基本硬件组成 r
>bMx~a]
{FRUB(68b
10.6.2AFM的工作原理 |I ei!jm
~I[Z 2&I
10.6.3AFM的工作模式 I z Vb
i AD'MB
10.6.4AFM在力学测量中的应用 nvY3$ Ty
(;DnL|"'8
10.7扫描近场光学显微镜 kT6h}d^/^
{8+FxmH
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 52Sq;X
+KV?W+g)`
10.7.2光子扫描隧道显微镜 |R$V[
>np!f8+d"q
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 }j<:hD QP
8 ~*<s5H
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 OsI>gX>
*IBT!@*Q&
10.8扫描探针显微镜 5cj]Y)I-~
*_feD+rq
10.8.1NRC的大范围计量型AFM eS(hLXE!7
m? 3!
10.8.2PTB研制的大范围SPM S,ZlS<Z#
#r5IwyL
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 JX4uH>6
matW>D;J
习题与思考10 l ~
3 H"
r'bctFsD
参考文献 0
D^d-R,
0"l*8%g
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