《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。 !i=nSqW
M q';S^
[attachment=124599] wAnb
Di{W
第1章光学测量的基础知识 =8U&[F
Da"j E
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 NcY6 08C
<&)v~-&O
1.1.1基本概念 0uBl>A7qhn
% YOndIS:
1.1.2误差与测量不确定度 \Qm CeB
42]pYm(jk3
1.1.3基本构成 DY[$"8Kxcp
McPNB`.H
1.1.4主要应用范围 JEE{ QjTh
^n s@O +Fk
1.1.5基本方法 {rcnM7 S1L
TX#m&vh
1.1.6发展趋势 >}(CEzc8
|HZT N"
1.2光学测量中的常用光源 :O5og[;b
>[X{LI(_<<
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类
& y <Z E
zxp`
1.2.2热光源 ;E'"Ks[GH
LzYO$Ir:g
1.2.3气体放电光源 ak:c rrkx
+f[ED4E>'(
1.2.4固体发光光源 02Ia2e.f
dx ;k`r$w
1.2.5激光光源 S4=R^];l
.L~Nq%g1
1.3光学测量中的常用光学器件 Z}-Vf$O~
@^uH`mc
1.3.1激光准直镜 Y"KE7>Jf
Bn!$UUC
1.3.2分光镜 x]z2Z*
w |l1'
1.3.3偏振分光镜 ntmyNf?;
G t wT
1.3.4波片 Vx @|O%
$y
b4xU
1.3.5角锥棱镜 /EG~sRvl}
<7Ae- !>x
1.3.6衍射光栅 v(p mI b{
,\v91 Rp~?
1.3.7调制器 ~b: Rd{
vVE7fq3
1.3.8光隔离器 pJ
?~fp
hS 9;k9 w
1.4光学测量中的常用光电探测器 _sbp6ZO_
~@kU3ZGJZ
1.4.1常用光电探测器的分类 ~xoF6 CF
\cCV6A[
1.4.2光电探测器的主要特性参数 mg, j:,
c5mZG7-
1.4.3常用光电探测器介绍 \o';"Q1H
5y?-fT]X
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 +CI1V>6^
LzCw+@-umw
1.5.1光学测量系统中的噪声 ek
N' k
O2" gj"D
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 It75R}B
M2U&?V C!
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 @9&P~mo/
3
zn W=
1.6.1概述 L;od6<.*m
WAn'k A
1.6.2机械调制法 t>H`X~SR?
07hF2[i
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 }Nb8}(6
BT@r!>Nl
习题与思考1 R-P-i0 ~
)>c>oMgl
第2章光干涉测量 6[]]Y,Y
^OErq&`u
2.1光干涉基础知识 ~i.k$XGA
VAXT{s&4>
2.1.1光的干涉条件 ?@n/v
F
Q# EP|
2.1.2干涉条纹的形状 D?Ux[O zb
pNRk. m]
2.1.3干涉条纹的对比度 |{@FMxn|q
n k2om$nN
2.1.4产生干涉的途径 CX m+)a-L
CpQN,-4
2.2波面干涉测量 <?D\+khlq
[ib P%x b
2.2.1概述 MJ =)v]a
t Bct
2.2.2泰曼格林干涉仪 eW>3XD4
R-:fd!3oQ
2.2.3移相干涉仪 >*wtbkU
Rml2"9"`
2.2.4共路干涉仪 !'Q -yoHKD
4Yl ;
2.3激光干涉仪 F V,4pi
$fgf
Y8
2.3.1迈克尔逊干涉仪 !s@Rok
FCkf#
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 A 0%}v *
!yhh8p3
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 \R VW
jg&E94}+
2.4白光干涉仪 !a~`Bs$'jr
rcGb[=B f
2.5外差式激光干涉仪 ! cGDy/ |
{3!E4"p
2.5.1概述 4 ikd M/
RyRpl*^
2.5.2双频激光干涉仪 hb{ u' =
YSaJeU>@
2.5.3激光测振仪 #Mg]GeDJ{
MaD3[4@#
2.6激光自混合干涉测量 Tz9`uW~Mf
7$rjl Ve
2.7绝对长度干涉计量 -WQ^gcO=7
3~#h|?
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Z/ Tm)Xd
7n90f2"m
2.7.2激光无导轨测量 .IJ_jt-^d
n$[f94d=
2.8激光干涉测量的重大应用举例 @x/T&67k
we#w H-
2.8.1激光干涉测量引力波 (Y^X0yA/
I L_d:HF|1
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 ~y$ !48o
%_UN<a
习题与思考2 0<TD/1wN
d(:3
第3章激光准直与跟踪测量 -8N|xQ 378
zX#%{#9
3.1概述 45&8weXO:'
+
S4f GT
3.1.1激光准直测量基本原理 x3rlJs`$;
'q * Bdx
3.1.2激光准直测量系统的组成 0q rqg]
IHp_A
3.2激光测量直线度原理 8UkKU_Uso
StI1){Wf
3.2.1直线度测量概述 C%~a`e|/ Y
mA 7m
3.2.2激光测量直线度方法 .qA{x bu
GjB]KA^
3.2.3直线度测量误差分析 {iG@U=>
gKg -O
3.3激光同时测量多自由度误差 w C-Rr^q
;#MB7A
3.3.1滚转角测量 3 DaQo0N
B-d(@7,1
3.3.2四自由度误差同时测量 ,^8 MB.
VG qa)ri"
3.3.3五自由度误差同时测量 yFhB>i
b6E<r>q
3.3.4六自由度误差同时测量 D=TL>T.b f
8 ^B; 1`#
3.3.5激光跟踪测量 MCh#="L2
~m *,mz
习题与思考3 -|Kzo_"
v5
K) Zlc0e
第4章激光全息与散斑测量 [ $fJRR
hO[3 Z ^X
4.1全息术及其基本原理 !AJ]j|@VBd
,YhwpkL
4.1.1全息术基本原理 UhmTr[&
wY"o`o Z
4.1.2全息图的类型 AOrHU M[I
1nPZ<^A&@
4.1.3全息设备基本构成 o/o:2p.
(qwdQMj`
4.2激光全息干涉测量 _#o'
+_Z
D=RU`?L
4.2.1单次曝光法 zdSh:
9SMiJad<
4.2.2二次曝光法 amQz^^
0uCT+ -
4.2.3时间平均法 2i |B=D(
_{~]/k
4.3激光全息干涉测量的应用 3z;_KmM
`:M^8SYrL
4.3.1位移和形状检测 nU`Lhh8y
&@ 3m -Z
4.3.2缺陷检测 *R % wUi
,)~E>[=+
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 6aOp[-Le
{F|48P;J
4.4激光散斑干涉测量 x O7IzqY
\.e4.[%[2-
4.4.1散斑的概念 #ZiT-
7 gB{In0
4.4.2散斑照相测量 6g>)6ux>aV
2k#t
.-
4.4.3散斑干涉测量 /vE ]2Io
59Sw+iZj
4.4.4电子散斑干涉 5, b]V)4
`#IcxweA
4.4.5时域散斑干涉 oQ+61!5>
f"&Xr!b.h
4.5散斑干涉测量的应用举例 `0#H]=$2h
U l Mi.;/^
习题与思考4 DlE_W+F
-T/W:-M(
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 6 -,m}Ce\
IPA*-I57
5.1激光衍射测量基本原理 n"aCt%v
BQ05`nkF
5.1.1单缝衍射测量 R_D c)
cQpnEO&SL
5.1.2圆孔衍射测量 POU}/e!Ua
k4KHS< n0
5.2莫尔条纹测量 #I`ms$j%
+ lO'wa7|3
5.2.1莫尔条纹的形成原理 i~qfGl p6)
#-u [$TA
5.2.2莫尔条纹的基本性质 dGgP_ S
zX c}W*ymj
5.2.3莫尔条纹测试技术 hhR aJ
?)tK!'
5.3衍射光栅干涉测量 DpL8'Dib
lUh*?l
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 6 o[/F3`
<6 N_at3
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 |#5 e|z5(
{`.O|_b
5.4X射线衍射测量 nx4P^P C
WO%h"' iJ
5.4.1X射线衍射测量原理 !eD+ GDgE]
Nh)[r x
5.4.2X射线衍射测量材料应力 zsTbdF
`"y{;PCt_
习题与思考5 I
8Y*@$h
^GXEJU 7U
第6章机器视觉测量 gAE!a Ky
StQ@g
6.1摄像机模型 _C+DB A
Rlc$; Z9K
6.2图像处理技术 K=kH%ZK
Ge}$rLu]0
6.2.1图像滤波 .1ddv4Hk
s'2Rs^,hN
6.2.2图像增强 UxPGv; F
r#~K[q b
6.3结构光视觉测量 8&a_A:h
kr_oUXiX
6.3.1激光三角法的测量原理 *)PG-$6X&
y1(P<7:t?
6.3.2结构光视觉测量系统 8Uj:
Ku%6$C!,
6.3.3点结构光视觉测量原理 Sg Sk !lj
$Qq_qTJu?G
6.3.4线结构光视觉测量原理 /| GH0L
z Hx mA
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 k46gY7y,9
iK x+6v
6.4双目立体视觉测量 vw
r RZ"2
Gc5V Q^]
6.4.1数学模型 u_'nOle
K
/>Jm Rdf
6.4.2双目立体视觉的标定方法 ]%XK)[:5_=
HU[oR4E
6.5基于相位的视觉测量 )q(:eoLDm
rsSue_Q
6.5.1相移形貌测量 RSH/l;ii
(n=Aa;
6.5.2立体相位偏折测量 /oDpgOn
g5TkD~w"
6.6视觉测量的应用举例 97x%2.\:
B "n`|;r5
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 &l!$Sw-u;
D{svR-~T
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 e-!?[Ujv*%
<[8@5 ?&&
习题与思考6 =L16hDk o
V* Qe5j9
第7章激光测速与测距 Mryn>b`c B
#L1>dHhat
7.1多普勒效应与多普勒频移 u[mY!(>nQ
8}K"IW
7.2激光多普勒测速 5\?3$<1 I
d
q p gf@
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 @{bb'q['@
{|p"; u J
7.2.2激光多普勒测速技术 d "!yD/RD
h+xA?[ c=
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 4[_L=zD
D@5s8x v
7.3激光测距 e7's)C>/'
_y-B";Vmm
7.3.1脉冲激光测距 CjmV+%b4
4[ (? L{
7.3.2相位激光测距 o]p#%B?mZ
skK*OO 2-
7.4激光测速和测距应用 /THNP 8.
rkq)&l=ny
7.4.1车载激光多普勒测速 . o"<N
%2zas(b9j
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 !(yT7#?hP
>Pyc[_j
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 bu&;-Ynb
&! OGIYC(
习题与思考7 A ~XOK;sB
v#Sj|47
第8章光纤传感原理与技术 \"J? @
"]w!`^'_
8.1概述 'hy?jQ'|e
?^Pq/VtZ
8.1.1光纤传感的主要类型 3)xb nRk
p}&Md-$1
8.1.2光纤传感的主要特点 yz8-&4YRNd
quY "
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 O%prD}x
CQ$::;
8.2.1光纤的基本结构 } E,jR=@
=hPG_4#
8.2.2平板波导介质中的光波模式 "0b?+ 3_{G
"I@v&(Am;
8.2.3光在光纤中的传输规律 xl3zy~;M
jp% +n
8.2.4光纤的传输特性 "* +\KPCU
IO*l vy
8.3光纤传感 Ma>: _0I5
B( 8mH
8.3.1强度调制型光纤传感 8.[&wy U
' * }^@[&
8.3.2相位调制型光纤传感 .#sz|0
W _J&M4
8.3.3偏振调制型光纤传感 -}E)M}W
|>Z&S=\I)
8.3.4波长调制型光纤传感 epn#qeX
IX"ZS
8.3.5光纤分布式传感 (1rJFl!
5GaoJ v
习题与思考8 B>sCP"/uV
%
Oz$_Xe
第9章激光雷达三维成像技术 oHO W5
B;Sz uCW
9.1激光雷达三维成像原理 & { DR 6
I/Sv"X6E
9.1.1激光雷达距离方程 qw| JJ
-MDO Zz\
9.1.2信噪比 ^p$1 D
|MR%{ZC^i
9.1.3可探测距离 /7 31.l
jY rym -
9.1.4横向成像参数 0{-`Th+h
:
#3OcD4
9.2激光三维成像雷达技术 -xw 9 8
xIM8
9.2.1机械扫描激光成像雷达 z<n" {%
u\M4`p!g=
9.2.2面阵成像激光雷达 3T" #T&eL
1$);V,DK!
9.2.3固态激光成像雷达 L^3~gM"!
#m[vn^8B]y
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 m{vT_ ei
Tku /OG'
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 anK[P'Y
O |? Z~
9.4激光三维成像雷达的应用 TP~(
r
N )'8o}E
习题与思考9 ?hxK/%)
M`)s>jp@w
第10章光学探针测量 7X(rLd
6#
Rl y jOf{0
10.1微观表面形貌测量 Uc\|X;nkRk
ooomi"u
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 4\&H?: c.
N
=x]A C,
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 2^cAK t6bC
#:]vUQ
10.2机械式探针测量 h~,x7]w6
B1x'5S;Bq
10.2.1机械式探针测量基本原理 $eK8GMxZ#
nsZDZ/jx
10.2.2机械式探针测量系统 9+]ZH.(YE
: [A?A4 l
10.3光学焦点探测 D_O 5k|-V
W H{cJ7wCL
10.3.1强度式探测方法 'wCS6_K
eA~J4k_
10.3.2差动探测方法 )3k)2X F
Bx\# `Y
10.3.3散光方法 } 9MW! Ss
TjKzBAX
10.3.4Foucault方法 X4Pm)N `
w;lx:j!Vp$
10.3.5斜光束方法 j%6|:o3G(
on]\J
10.3.6共焦方法 D
/,|pC
L@C >-F|p
10.3.7光学焦点探针的特点 p5lR-G
#B}BI8o (
10.4干涉型光学探针测量 JA }S{
F@> w&A ~K
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 3c1o,2
{Uik|
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 { %]NpFg#b
N%|^;4}k
10.5扫描隧道显微镜 ,2=UuW"K
XS}Zq4H
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 /V#MLPA
0!3!?E <
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 ==jkp
U*=
Jm{As*W>
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 \_iH4<#>
!1ie:z>s
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 rC=p;BC@dD
U p]VU9z
10.6原子力显微镜 Z& ~k]R0y
9Q
SUCN_
10.6.1AFM的基本硬件组成 r?Ev.m
9`n P(~
10.6.2AFM的工作原理 K1m!S9d`x
Y-}hNZn"{
10.6.3AFM的工作模式 TE*> a5C|
w]]x[D]L
10.6.4AFM在力学测量中的应用 9m<X-B&P
Vp- n(Z
10.7扫描近场光学显微镜 S>/I ?(J
73!
x@Duh
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 pAPQi|CN
30gZ_ 8C>}
10.7.2光子扫描隧道显微镜 aT`02X
ve64-D
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 BDB zc5Q(
-r 6(=A
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术
mCEKEX
P:zEx]Y%
10.8扫描探针显微镜 yK @X^jf
Y(Z(dV!Po
10.8.1NRC的大范围计量型AFM >$k 4@eg!
ek+8hnkh
10.8.2PTB研制的大范围SPM Z3u""oM/
O*+w_fox
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 I'6 ed`|
IdC k
习题与思考10 n
WO~v{h3J
]0/~6f
参考文献 >.k@!*
j*3sjOoC
|