《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。 ' !~)? C<
*#+An<iT ;
[attachment=124599] 3 {sVVq5Y
第1章光学测量的基础知识 [2 M'PT3
]2qo+yB
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 U-tTW*[1]
z 1X` o
1.1.1基本概念 LG#t<5y~
suDQ ~\ n
1.1.2误差与测量不确定度 f
x+/C8GK
SSMHo JGm
1.1.3基本构成 @_}P-h
;vjOUn[E
1.1.4主要应用范围 p9{mS7R9T
tf`^v6 m%]
1.1.5基本方法 q F;|bF
/hyN;.hpOO
1.1.6发展趋势 i?^L/b`H
j/?kL{B
1.2光学测量中的常用光源 fVpMx4&F
toC^LZgZ_6
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 Qh\60f> 0
[S!/ E4>['
1.2.2热光源 'm
kLCS
Qd3 j% (
1.2.3气体放电光源 9CD_ o s\h
~2-1 j
1.2.4固体发光光源 1 /J=uH
kM N~Y
1.2.5激光光源 ER.}CM6{[
U&p${IcEm
1.3光学测量中的常用光学器件 [MY|T<q
=Jb>x#Y
1.3.1激光准直镜 JIq=* '
6(ol1
(U
1.3.2分光镜 c SV aI
\
}G> 8^
1.3.3偏振分光镜 3)ywX&4"L
[.wYdv35
1.3.4波片 H9e<v4 c
\bw2u!
1.3.5角锥棱镜 8bld3 p"^
P/_['7
1.3.6衍射光栅 -( H0>Ap
( S As-
1.3.7调制器 c{w2Gt!
<wD-qT W
1.3.8光隔离器 S 30%)<W
u]UOSf n
1.4光学测量中的常用光电探测器 _X
x/(.O
* r7rZFS
1.4.1常用光电探测器的分类 ?4T-@~~*`=
/N.U/MPL_
1.4.2光电探测器的主要特性参数 ;;/{xvQ.1
|P?*5xPB
1.4.3常用光电探测器介绍 u Q KT
O0H.C0}
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 b@hqz!)l`
Ml-6OvQ7g
1.5.1光学测量系统中的噪声 $/Uq0U
!R`{ TbN
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 $6R- 5oQ
j^RmrOg ,
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 &mS^ZyG
a/xn'"eli
1.6.1概述 @-`*m+$U6
SNk=b6`9
1.6.2机械调制法 U- k`s[dv
'i|YlMFI g
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 M x" \5i
tw)mepwB
习题与思考1 Q\sK"~@3
+G>\-tjSD
第2章光干涉测量 !&@615Vtw
- " 9
2.1光干涉基础知识 }4X0epPp;:
xxQ;xI 0+]
2.1.1光的干涉条件 zX i 'kB
J C}D` h
2.1.2干涉条纹的形状 Pr
C{'XDlU
y$M%2mh`
2.1.3干涉条纹的对比度 DzRFMYBR
_+3::j~;m
2.1.4产生干涉的途径 Zx>=tx}
S$-7SEkO+
2.2波面干涉测量 ?: 9"X$XR
sNFlKQ8)Q
2.2.1概述 4s
oJ.j8
|u p
2.2.2泰曼格林干涉仪 uCB=u[]y4
F,CT Z~
2.2.3移相干涉仪 >y+B
3o/[t
2.2.4共路干涉仪 b| (: [nB
_,*r_D61S
2.3激光干涉仪 hgE71H\s
1k^oS$UT
2.3.1迈克尔逊干涉仪 2st3
:Llb< MY2
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 0PCGDLk8
B `sAk
%
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 MnHNjsO#
/g.U&oI]D
2.4白光干涉仪 cidP|ie^
y|jq?M<A
2.5外差式激光干涉仪 "9807OME
IAyp 2
2.5.1概述 W} ofAkF
?&u u[y
2.5.2双频激光干涉仪 !ubD/KE
2 ? 4!K.
2.5.3激光测振仪 .A|@?p[
WfRXP^a
2.6激光自混合干涉测量 Qv ?"b
<{cQ2
2.7绝对长度干涉计量 BL4 -7
h>bx}$q
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 fTX;.M/%
%S UQ9\SEs
2.7.2激光无导轨测量 ;9'OOz|+1
f<6lf7qzC
2.8激光干涉测量的重大应用举例 *n"{J(Jt`
8JUwf
2.8.1激光干涉测量引力波 |+"(L#wk
%xt^698&X
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量
W!(LF7_!
&Hnz8Or !
习题与思考2 uvS)8-o&F
wUM0M?_p[
第3章激光准直与跟踪测量 Q=dy<kg']
7IM@i>p%
3.1概述 {(?4!rh
!Xw5<J3L-
3.1.1激光准直测量基本原理 3T0"" !Q
t.C5+^+%
3.1.2激光准直测量系统的组成 {+ b7 sA3
/z $ u]X
3.2激光测量直线度原理 l}M !8:UzU
Srd4) )2/0
3.2.1直线度测量概述 5Jnlz@P9
Yz)qcU
3.2.2激光测量直线度方法 )}O8?d`
`~q < N
3.2.3直线度测量误差分析 ht}wEvv
~WV"SaA)*U
3.3激光同时测量多自由度误差 "@8li^
'@P^0+B!(.
3.3.1滚转角测量 } \k"n{!"
iO;
7t@]-
3.3.2四自由度误差同时测量 FJ?IUy 6
_v]MsT-q
3.3.3五自由度误差同时测量 0#^v{DC
<p"iY}x[H
3.3.4六自由度误差同时测量 "g8M0[7e3
Uf+%W; }
3.3.5激光跟踪测量 ]e@Oiq
QP J4~
习题与思考3 S|+o-[e8O
| P}y,pNQ
第4章激光全息与散斑测量 nzeX[*
} JAG 7L&{
4.1全息术及其基本原理 )53y
AyP
8)I^ t81
4.1.1全息术基本原理 (Ep\Z 6*
Ma"]PoP
4.1.2全息图的类型 ; 4~hB
Q ]>.b%s[
4.1.3全息设备基本构成 ~&bq0 (
czd~8WgOa
4.2激光全息干涉测量 y'*K|a TG
4{` { WI{
4.2.1单次曝光法 c! 9nnTap
@;RXLq/8
4.2.2二次曝光法 CeC 6hGR5
vRO
_Q?
4.2.3时间平均法 @<&m|qtMsz
o`*,|Nsq
4.3激光全息干涉测量的应用 8-77d^cprR
kPLxEwl
4.3.1位移和形状检测 D >tR-
@I!0-OjL
4.3.2缺陷检测 ,01"S WE
e**qF=HCw
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 |#
2.Q:&
Npy : !
4.4激光散斑干涉测量 N//K Ph
*bA. zm zM
4.4.1散斑的概念 OpYY{f
g 7 W"
4.4.2散斑照相测量 `RL"AH: +
.ctw 2x5W
4.4.3散斑干涉测量 q5)O%l !
[K0(RDV)%
4.4.4电子散斑干涉 x+@rg];m
Ej8 ^ Zg
4.4.5时域散斑干涉 o:Sa,
!DK
ckE-",G
4.5散斑干涉测量的应用举例 8c^TT&
b2&0Hx
习题与思考4 E#N|w q
`&c kZiq
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 .jWC$SVR
^ sLdAC
5.1激光衍射测量基本原理 VQ9/Gxdeo
F yatd
5.1.1单缝衍射测量 6zuTQ^ pz
$C $V%5aA
5.1.2圆孔衍射测量 -fW*vE:
#fn)k1
5.2莫尔条纹测量 pYmk1!]/
R|87%&6']
5.2.1莫尔条纹的形成原理
&po wy7rR
:e miQ
5.2.2莫尔条纹的基本性质 5f K_Aq{
Gm^U;u}=f
5.2.3莫尔条纹测试技术 Zw
S F^
l L@XM2"
5.3衍射光栅干涉测量 `Cynj+PCe
9w"4K.
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 L2i_X@/
wIaony
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 j[J-f@F \Y
xHLlMn4M
5.4X射线衍射测量 ">, |V-H
+.b,Aq J/
5.4.1X射线衍射测量原理 yEoF 4bt
u(F_oZ~
5.4.2X射线衍射测量材料应力 w4{<n /"
3J|F?M" N7
习题与思考5 \aUC(K~o\;
w(3G&11N?
第6章机器视觉测量 :g=qz~2Xk
j[G
6.1摄像机模型 Y>dzR)~3[
X Dm[Gc>(~
6.2图像处理技术 m6\E$ ;`
.K2qXw"S#
6.2.1图像滤波 ;LP fXpR
CMG&7(MR
6.2.2图像增强 g- </ua(j
JWhdMU
6.3结构光视觉测量 Val|n*%
p\tm:QWD;
6.3.1激光三角法的测量原理 r Iu$ pZO
N06OvU2>xU
6.3.2结构光视觉测量系统 ^?7-r 6
F Q7T'G![
6.3.3点结构光视觉测量原理 Q4!_>YZ
z2_*%S@
6.3.4线结构光视觉测量原理 Ky!Y"
~Z?TFg
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 Fa Qe_;
gmO !
6.4双目立体视觉测量 oim9< _
rq/yD,I,
6.4.1数学模型 +ocol6G7W
L_uVL#To
6.4.2双目立体视觉的标定方法 :uq\+(9
tqvN 0vY5
6.5基于相位的视觉测量 6ryak!|[
Pw7]r<Q
6.5.1相移形貌测量 Q_Q''j(r6b
F3v !AvA|
6.5.2立体相位偏折测量 Qcq`libK
b8`)y< 7
6.6视觉测量的应用举例 3LJ+v5T~
g:'xae/ ]S
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 nA-.mWD_C
\ =?a/
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 \}u
Y' F
UqFO|r"M
习题与思考6 <ktrPlNuM
xjuN -
第7章激光测速与测距 JIEK*ui
$<dH?%!7
7.1多普勒效应与多普勒频移 -[4 T
Xy|So|/bKd
7.2激光多普勒测速 n71r_S*
\%JgH=@
:=
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 a?I=
!js
iTBx\ u%{
7.2.2激光多普勒测速技术 \+oQd= K@
sQ UM~HD\a
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 GfxZ'VIn
tzW SA-Li
7.3激光测距 Z,
zWuE3
Q 04al=
7.3.1脉冲激光测距 q TRsZz@
.KB^3pOpx
7.3.2相位激光测距 X[-xowE-
s [RAHU
7.4激光测速和测距应用 2.`\
{g'(~ qv
7.4.1车载激光多普勒测速 vONasD9At
9%o 32eo,3
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 L4@K~8j7
0JWDtmK=C
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 -V*R\,>
R~TTL
习题与思考7 a{ L%7
2 ~dE<}
第8章光纤传感原理与技术 8 ` v-<J
paA(C|%{
8.1概述 iQ0KfoG?U
3<e=g)F
8.1.1光纤传感的主要类型 & pxg.
3
[7:,?$tC
8.1.2光纤传感的主要特点 3p$?,0ELH
0.Q
U jw
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ,5P0S0*{
+ WZX.D
8.2.1光纤的基本结构 ^L ,K& Jd
]"pVj6O
8.2.2平板波导介质中的光波模式 d UD[e, ?
"syI #U{
8.2.3光在光纤中的传输规律 x f'V{9*
&.F4 b~A 7
8.2.4光纤的传输特性 nd`1m[7MNu
B5`EoZ
8.3光纤传感 3RUy, s
eYc$ dPE
8.3.1强度调制型光纤传感 2/U.| *mH
b;L\EB
8.3.2相位调制型光纤传感 ynp 8r f
6u?>M9
8.3.3偏振调制型光纤传感 gZVc 5u<
"6A
`
q\
8.3.4波长调制型光纤传感 RCJ|P~*
g/4[N{Xf
8.3.5光纤分布式传感 \-E^lIVF
pG_;$ 8Hc
习题与思考8 yER(6V'\iQ
]43/`FX
第9章激光雷达三维成像技术 ip\sXVR
rD tY[
9.1激光雷达三维成像原理 1pVS&0W
*9
{PEx
9.1.1激光雷达距离方程 #x@$ lc=k3
7Y lchmd
9.1.2信噪比 cs48* +m
0J*??g-n
9.1.3可探测距离 yHYsZ,GE
I]|Pq
9.1.4横向成像参数 ; T\%|O=Ke
RIR\']WN
9.2激光三维成像雷达技术 q$L%36u~/
NCXRevE
9.2.1机械扫描激光成像雷达 85= )lu
!"AvY y9
9.2.2面阵成像激光雷达 TJd)K$O>
8bGd} (
9.2.3固态激光成像雷达 W_293["lS
+ /G2fhE
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 2YL? ,uLS
KRb vj
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 >d XGee>'M
2y\E[j A
9.4激光三维成像雷达的应用 d7^}tM
&N9
a<w8+
习题与思考9 Ep_HcX`
p>,|50|
第10章光学探针测量 @)+AaC#-
";lVa'HMZ
10.1微观表面形貌测量 ,]C;sN% ~}
G&SB-
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 eu|YCYj)g
2>9C-VL2
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 1# g2A0U,
*-WpZGh
10.2机械式探针测量 y f)%%&
8,Z_{R#|
10.2.1机械式探针测量基本原理 Rh2 +=N<X
fm%t^)E
10.2.2机械式探针测量系统 @u+]aI!`-
iXkF1r]i
10.3光学焦点探测 ]#<4vl\
^0 )g/`H^>
10.3.1强度式探测方法 EP&,MYI%E
%Xd[(Q)
10.3.2差动探测方法 4B;=kL_f
S}3fr^{.
10.3.3散光方法 ,,.QfUj/&
ZoqZap6e
10.3.4Foucault方法 {W`%g^Z|H
XX!%RE`M8
10.3.5斜光束方法 Ny 7 S
/<k/7TF`
10.3.6共焦方法 <nf@U>wlw
m~ABC#,2
10.3.7光学焦点探针的特点 qo~O| ~
//MUeTxR
10.4干涉型光学探针测量 h4}84}5d
]c*4J\s
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 aK~8B_5k8
-ad{tJV|
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 }#+^{P3 ;
kazzVK5x
10.5扫描隧道显微镜 rXq.DvQ
3`?7 <YJ
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 .43' HV
zI uJ-8T"
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 =I5>$}q_&,
A\DC W
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 ^
+\d z
UDFDJ m$
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 I@N8g n
Sul Y1,
10.6原子力显微镜 V Q@
Y|qTyE%
10.6.1AFM的基本硬件组成 ?z+eWL
]/6z;
~3U
10.6.2AFM的工作原理 y.k~Y0
G_JA-@i%
10.6.3AFM的工作模式 TX/Xt7#R:
3}1u\(Mf
10.6.4AFM在力学测量中的应用 s8Q 5ui]
qR{= pR
10.7扫描近场光学显微镜 6MW{,N
3?yg\
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 l'qg8
T-L||yE,h
10.7.2光子扫描隧道显微镜 u=s p`%?
b J%h53
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 #{6/ (X
^
@5QP$.
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 *&W"bOMH*
` h\j99
10.8扫描探针显微镜 "S]TP$O D
3
i0_hZ
10.8.1NRC的大范围计量型AFM BU_nh+dF
_{KG
4+5\X
10.8.2PTB研制的大范围SPM %> eiAB_b
j^JPZ{ej ?
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 WT=; : j
W!(zT6#
习题与思考10 AkV#J,
3LC
CTa 57R
参考文献 F41=b4/
,"ZMRq
|