《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。 yTiqG5r
*`T &Dlt'8
[attachment=124599] G[ j79o
第1章光学测量的基础知识 c\MDOD%9
\l5:A]J
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ifZNl,
p>3 '77
V
1.1.1基本概念 3>v0W@C
!H\GHA'DO]
1.1.2误差与测量不确定度 Y3>\;W*?
Pc== ]H(
1.1.3基本构成 0u2uYiE-l
QPE. b-S
1.1.4主要应用范围 tC-KW~&
uf] $@6)
1.1.5基本方法 ;tiU OixJ
r0
C6Ww7u
1.1.6发展趋势 mkzk$ _
m Xj Ljgc}
1.2光学测量中的常用光源 :/%xK"
?ovGYzUZ
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 4{t$M} ?N
-$ z " 74
1.2.2热光源 LfXr(2u
Gi4dgMVei
1.2.3气体放电光源 dvF48,kr
l?_!eA
1.2.4固体发光光源 @ibPL+~-_
WPKTX,k
1.2.5激光光源 u ?Mu*r?
de{Yg N
1.3光学测量中的常用光学器件 pY#EXZ#
2_b'mepV
1.3.1激光准直镜 N==_'`O1Q0
qFbUM;
1.3.2分光镜 )uu EOF"w
8;&S9'ci
1.3.3偏振分光镜 G<6grd5 PP
pF+wH MhUe
1.3.4波片 U C/2&7 ?
) '`AX\
1.3.5角锥棱镜 C?|3\@7
Ltd?#HP
1.3.6衍射光栅 y@\Q@
9
166c\QO
1.3.7调制器 u;qMo `-
\+Ln~\Sv
1.3.8光隔离器 ptni'W3
A=]F_
1.4光学测量中的常用光电探测器 H<7D cwXv
8'WMspX
1.4.1常用光电探测器的分类 q)xl$*g
;Jn0 e:x`E
1.4.2光电探测器的主要特性参数 4{WV
@"Fp;Je\bN
1.4.3常用光电探测器介绍 _Ge ^
-7
#_\M D, (
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 |aAWW d5
G,|]a#w&v.
1.5.1光学测量系统中的噪声 ^H6d; n
>fA@tUQB
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 T_tDpq_|
X+E\]X2
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 GKujDx+h
OK?3,<x
1.6.1概述 nf.:5I.
Y\Qxdq
1.6.2机械调制法 Dq%r
! )
^ lc}FN
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 A ~GtK\=;
Q] yT
习题与思考1 lH@E %
_Z66[T+M
第2章光干涉测量 !:O/|.+Vmf
U Q.D!q
2.1光干涉基础知识 QJIItx4hE
*(&ClUQQ
2.1.1光的干涉条件 h?3, B0G
q?-3^z%u
2.1.2干涉条纹的形状 K
l0tyeT
E?gu(\an@
2.1.3干涉条纹的对比度 FO(0D?PCR
<r +!hJ[s'
2.1.4产生干涉的途径 '0_j{ig
$,e?X}4
2.2波面干涉测量 QTj ftcu
_95}ifSVm
2.2.1概述 <[y $D=n
x
!:9c<
2.2.2泰曼格林干涉仪 {~p7*j^0
lO2T/1iMTW
2.2.3移相干涉仪 lKV\1(`
`zzKD2y
2.2.4共路干涉仪 h/ X5w4
Q%n{*p y
2.3激光干涉仪 =2nn "YVP
v :+8U[x
2.3.1迈克尔逊干涉仪 # NN"(I
xjK_zO*dLq
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 2l)9Lz=;L
;N$ 0)2w
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 \>Ga-gv6/
)zW%\s*'
2.4白光干涉仪 qF{DArc
,jbGM&.C
2.5外差式激光干涉仪 Q$fRi[/L
.@ i0U
2.5.1概述 G !1~i*P$u
AvrL9D
2.5.2双频激光干涉仪
w TlK4 R#
9QH9gdiw
2.5.3激光测振仪 gv#c~cX]
pF sCd"zv
2.6激光自混合干涉测量 |k`f/*
~&DB!6*
2.7绝对长度干涉计量 XVrm3aj(m
g= FDm*
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 +HOCVqx
<'} b*wUB
2.7.2激光无导轨测量 n^iNo
~_ u*\]-
2.8激光干涉测量的重大应用举例 "?.'{,Q
Z;GIlgK9
2.8.1激光干涉测量引力波 \LdmGv@ &
&o* s !u
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 RIy5ww}3|
t['k%c
习题与思考2 yV:E K{E
axK 6sIxx
第3章激光准直与跟踪测量 sK`~Csb
iB
~K~b`|1
3.1概述 *xE"8pN/
m]Fa EQVoE
3.1.1激光准直测量基本原理 O{k89 {
-?< Ww{
3.1.2激光准直测量系统的组成 w4e%-Ln
t&GA6ML#s
3.2激光测量直线度原理 PI Z
C;K4|
K*R)V/B/l
3.2.1直线度测量概述 ]d@^i)2LF
0'?V|V=v
3.2.2激光测量直线度方法 #XTY7,@ P
E rop9T1
3.2.3直线度测量误差分析 P%zH>K
cGgM8
3.3激光同时测量多自由度误差 {$EH@$./
_:35d1[
3.3.1滚转角测量 =?/N5O(
<y@,3DD3A9
3.3.2四自由度误差同时测量 j5L )N
N\9}\Rk@
3.3.3五自由度误差同时测量 q} ]'Q
-
<eB<^ &nd
3.3.4六自由度误差同时测量 3@^MvoC
;i<$7MR.e
3.3.5激光跟踪测量 {S[I_\3
m7$8k@r
习题与思考3 _& 8O~8tW
0:Ar| to$m
第4章激光全息与散斑测量 weNzYMf%
J+ Q+&-a
4.1全息术及其基本原理 M]}l^ m>L
6!P`XTTE
4.1.1全息术基本原理 >qR7'Q wP
8g\wVKkTQp
4.1.2全息图的类型 OnZF6yfN=3
_i5mC,OffN
4.1.3全息设备基本构成 a% Uw;6|{
7FAIew\r
4.2激光全息干涉测量 9 |'
|BC
Lp_$?MCD.
4.2.1单次曝光法 Ls&+XlrX8
G+0><,S
4.2.2二次曝光法 UQ/qBbn
rkkU"l$v
4.2.3时间平均法 kr%2 w
gX[|;IZ0o
4.3激光全息干涉测量的应用 ~@{w\%(AK]
g3Z:{@m
4.3.1位移和形状检测 wZ#Rlv,3Wa
#Mh{<gk%ax
4.3.2缺陷检测 Ab/j (xr=
1%%'6cWWu
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 {jjSJIV1
0axxQ!Ivx
4.4激光散斑干涉测量 ^$!987"
+ :V rip
4.4.1散斑的概念 !BDUv(
g& k58{e
4.4.2散斑照相测量 F*M|<E=
F!J J6d53y
4.4.3散斑干涉测量 jk$86ma!
['z!{Ez
4.4.4电子散斑干涉 ^(ScgoXva
Z% m-HE:k
4.4.5时域散斑干涉 -_NC%iN#C
"
Ya9 ~6
4.5散斑干涉测量的应用举例 h{k_6y m
Ur^j$B}
习题与思考4 -T 7xK/
9}5K6a Q
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 1~J5uB 4
ZPHXzi3j
5.1激光衍射测量基本原理 P-CB ;\
I^D0<lHl~
5.1.1单缝衍射测量 RsW9:*R
BYi)j6"
5.1.2圆孔衍射测量 p~2UUm V
9XX>A*
5.2莫尔条纹测量 $+cAg >
_tAQ=e BO
5.2.1莫尔条纹的形成原理
1S 0pd-i
HG%Z "d
5.2.2莫尔条纹的基本性质 + E/y ~s
y: d{jG^
5.2.3莫尔条纹测试技术 @m~RtC-Q
fTq C:r|st
5.3衍射光栅干涉测量 _n"Ae?TP
Q$ri=uB ;+
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 jTb-;4 N'
{fV}gR2
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 O oSb>Y/4
WZZ4]cC
5.4X射线衍射测量 dR I^@ n
BI2; ex
5.4.1X射线衍射测量原理 ]XeO0Y
p@YB?#Im
5.4.2X射线衍射测量材料应力 1 5{Y9!
5 \F z!
习题与思考5 cCY/gEv
4f^ C\i+q
第6章机器视觉测量 @]HXP_lyD/
5,pSg
6.1摄像机模型 U47}QDh
8' K0L(3[
6.2图像处理技术 3= -pG
&\C [@_
6.2.1图像滤波 xd-X WXc
s%pfkoOY%
6.2.2图像增强 bU54-3Ox*
Z5(enTy-
6.3结构光视觉测量 l4y{m#/
CO?Xt+1hR
6.3.1激光三角法的测量原理 2; `=P5V
%7hB&[ 5
6.3.2结构光视觉测量系统 O
5 Nb
?BA^YF
6.3.3点结构光视觉测量原理 a j\nrD1
vuQ%dDxI
6.3.4线结构光视觉测量原理 m~#%Q?_ %
jJZgK$5+
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ]i*](UQ
ww k
P F
6.4双目立体视觉测量 B>y9fI
Cx_Q : 6T
6.4.1数学模型 a4i :|
!T,AdNa8
6.4.2双目立体视觉的标定方法 nqVZqX@oE
w$Ot{i|$(
6.5基于相位的视觉测量 *i{Y 9f8
ra N)8w}-
6.5.1相移形貌测量 U-k VNBs
3jH \yXj
6.5.2立体相位偏折测量 eP.Vd7ky
k>jbcSY(z<
6.6视觉测量的应用举例 \dQ x+f& t
L6Wt3U`l
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统
!R-z%
WKz>
!E%
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 Zk8 |K'oHx
:!a 2]- D}
习题与思考6 2 l K V#9"
YwY74w:
第7章激光测速与测距 EN F"c$R
"1`Oh<={b
7.1多普勒效应与多普勒频移 1 ?*
(+<1*5BEkT
7.2激光多普勒测速 qn1255fB
2Qp Hvsl_
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 ?Iyo9&1&
G 0O#/%%
7.2.2激光多普勒测速技术 +
b$=[nfG
\#-W
<
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 #GDe0 8rOw
+ Q=1AXe
7.3激光测距 $D
v\
e
R" )bDy?
7.3.1脉冲激光测距 7@lS.w\#-
G0u LmW70
7.3.2相位激光测距 Ofm%:}LV
:1XtvH
7.4激光测速和测距应用 iRg7*MQu
DrnJ;Hi"
7.4.1车载激光多普勒测速 mC?i}+4>4R
N>(g?A;
Z+
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 5zFR7/p{
ZCKka0*
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 wn_b[tdxq
#P]#9Ty:
习题与思考7 X U/QA
[K
2aJS{[
第8章光纤传感原理与技术 8]4U`\k4
^Q*atU
8.1概述 L-B<nl
+w@M~?>
8.1.1光纤传感的主要类型 lrf v +
qd8 n2f
8.1.2光纤传感的主要特点 E*L iM5+I
N]KxAttt
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 Mu'8;9_6
`n$5+a+
8.2.1光纤的基本结构 [,2|F lf
e
it] E-^2>
8.2.2平板波导介质中的光波模式 fDG0BNLY
d*)CT?d&
8.2.3光在光纤中的传输规律 xss`Y,5?
^rvx!?zO
8.2.4光纤的传输特性 +f*O liMD
f 2,jh}4
8.3光纤传感 K'K2X-E
z]b>VpW:
8.3.1强度调制型光纤传感 #2r}?hP/m
L\y;LSTU
8.3.2相位调制型光纤传感 Qne/g}PD`
cZ)}LX
8.3.3偏振调制型光纤传感 %Y!Yvw^&P(
)M__
t5L
8.3.4波长调制型光纤传感 ~ek$C
bdGIF 'p%
8.3.5光纤分布式传感 | 9~GM
j"AU z )x
习题与思考8 Q#nOJ(KV
dt2$` X18
第9章激光雷达三维成像技术 y*D]Q`5cag
x\Z'2?u}
9.1激光雷达三维成像原理 (' - JY
hKzSgYxP=t
9.1.1激光雷达距离方程 `7/Y@}n
H\XP\4#u
9.1.2信噪比 [HCAmnb
keB&Bjd&
9.1.3可探测距离 TDd{.8qf
KiJT!moB
9.1.4横向成像参数 oh$Q6G
Ur*6Gi6
9.2激光三维成像雷达技术 =m5SK5vLKT
u]vQ>Uu
9.2.1机械扫描激光成像雷达 X/N0LU(q
X^WrccNX
9.2.2面阵成像激光雷达 0_CN/5F
x' .:&z
9.2.3固态激光成像雷达 I4&:: y^ C
>Wz;ySEz
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 @: KJYm[
/="~gq@
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 A^p[52`
ar:+;.n
9.4激光三维成像雷达的应用 n> ^[T[.S
lkBdl#]9
习题与思考9 : ]J Ye*
}N*_KzPIa
第10章光学探针测量 H<^/Ati,|
1 5A*7|
10.1微观表面形貌测量 }!6\|;Qsz,
D$T%\
P
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 n_'s=] ~
NMA}Q$o
s
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 YfRkwKjy(
PG,_^QGCX
10.2机械式探针测量 c q$i
e*L.U~ZR
10.2.1机械式探针测量基本原理 q bv#I;
x:nKfY5
10.2.2机械式探针测量系统 =9j8cC 5y
QR>gt;
10.3光学焦点探测 p1vp 8p
yrR1[aT
10.3.1强度式探测方法 Q:5KZm[ [
l&[ ;rh
10.3.2差动探测方法 B9wPU1
vBog0KD);s
10.3.3散光方法 A\#iXOd
&B|D;|7H
10.3.4Foucault方法 {c
(!;U
e#E2>Bj;
10.3.5斜光束方法 ;INW`b~
O)"gS!,
10.3.6共焦方法 4n4?4BEn
2Y7)WPn
10.3.7光学焦点探针的特点 0pbtH8~
4T=u`3pD7l
10.4干涉型光学探针测量 Op_RzZP`
I}t#%/'YA
10.4.1相移干涉光学探针测量方法
7[. 6axL
,~"$k[M
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 LGl2$#x
wR^ R M(1
10.5扫描隧道显微镜 SXy=<%ed
ak ;*W
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 6qaulwV4t
Jm42b4
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 El@(mOu|
=" g*\s?r
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 YJo ["Q
kSDZZ x
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 x l#LrvxI
Yc'kvj)_M
10.6原子力显微镜 rs ~wv('
)4&c ph';
10.6.1AFM的基本硬件组成 Dre]AsgiV
Iy yh !MVF
10.6.2AFM的工作原理 %wSj%>&-R
`+uhy ,
10.6.3AFM的工作模式 l'3 pQ;
X #e1KZ
10.6.4AFM在力学测量中的应用 ,JEF GI{
'60 L~`K
10.7扫描近场光学显微镜 _-#'j2
#cCL.p"]
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 8:/e
GM
<-u8~N@43W
10.7.2光子扫描隧道显微镜 %b"\bH H
|0%+wB
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 P<f5*L#HD
E8~}PQW:I
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 GO^_=EMR[
Zib)P &
10.8扫描探针显微镜 =hMY2D
1SR+m>pL
10.8.1NRC的大范围计量型AFM
EMfdBY5
o!!y d8~*r
10.8.2PTB研制的大范围SPM oD$J0{K6
x*Y@Q?`>5W
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 7K5P8N
,
yd?x= |
习题与思考10 yfC^x%d7G
wV ^V]c ?U
参考文献 zBe8,, e
T"0,r $3:
|