《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。 xaS
5 r WRE-
[attachment=124599] gU~)(|Nu.
第1章光学测量的基础知识 V")Q4h{
Ue8D:C M
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ?hmb"^vlG
Kulg84<AwM
1.1.1基本概念 C C09:L?
:RQ[(zD]
1.1.2误差与测量不确定度 sy`s$E d!
C k:J
1.1.3基本构成 \k,bz 0
&7 W6I M
1.1.4主要应用范围 "_K 6=
j41:]6
1.1.5基本方法 "pPNlV]UA^
yT n@p(J
1.1.6发展趋势 </=PN1=A
S|J8:-
1.2光学测量中的常用光源 -,;Ep'
OL'=a|g|c
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 **q/'K
kwL) &@
1.2.2热光源 X^W>
"q
G8s`<:9*
1.2.3气体放电光源 @Y,F&8a$
(=/F=,w
1.2.4固体发光光源 kYs|")isj
N 93E;B
1.2.5激光光源 Pc7 : hu
U %ESuq#
1.3光学测量中的常用光学器件 zoJ;5a.3B
#'8PFw\zw
1.3.1激光准直镜 8Vn6* Xn
}j?S?= ;m=
1.3.2分光镜 *X\c
$ =*
vO_quQ[ .
1.3.3偏振分光镜 \z i3.;9|;
;SW-df o2i
1.3.4波片 8j'*IRj*q
O0~d6Ba
1.3.5角锥棱镜 c-.>C)
(M+<^3c
1.3.6衍射光栅 s=TjM?)
?6QJP|kE
1.3.7调制器 %wf|nnieZ
JY2
F-0t)
1.3.8光隔离器 ~Z]vr6?$h
$5b|@
1.4光学测量中的常用光电探测器 \ V>%yl{8
i6d$/ yP"
1.4.1常用光电探测器的分类 J,O@T)S@
.A\ \v6@
1.4.2光电探测器的主要特性参数 IDh`0/i]
mx9/K+:
1.4.3常用光电探测器介绍 DQ\&5ytP
F}]_/cY7B
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 `t1$Ew<
EKP TDKut
1.5.1光学测量系统中的噪声 j7 =3\SO
pK9^W T@
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 jw[BtRW
358/t/4 {p
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 pq3 A%|
& =Zg0Q
1.6.1概述 DOVX$N$3
~ n^G<iXLp
1.6.2机械调制法 #(
sNk,^Ax
DME?kh>7
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 {z /^X<T
U"+ ry.3`
习题与思考1 Z d U{`>v
51
0XDl~b
第2章光干涉测量 r ` &|)Hx
oqba:y ;AR
2.1光干涉基础知识 7f%Qc %B
0 l: pWc
2.1.1光的干涉条件 3DAGW"F
`b ")Bx|
2.1.2干涉条纹的形状 SrtVoe[
*ZR@ z80i
2.1.3干涉条纹的对比度 SMO%sZ ]
Gd-.E7CH!
2.1.4产生干涉的途径 lo UwR z
SP*JleQN
2.2波面干涉测量 d?M!acB
bmVgTm&
2.2.1概述 $ O e 58
> &vO4L
2.2.2泰曼格林干涉仪 yVI;s|jG
DRW.NL o
2.2.3移相干涉仪 1Bk*G>CX9(
@k +G
Cf
2.2.4共路干涉仪 y3nm!tjyM
@B'8SL oP
2.3激光干涉仪 F|Dz] ar
6L2*gO:r?
2.3.1迈克尔逊干涉仪 Z ;y}gv/ {
^ wF@6e7/&
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 <W51 oO
gZ" {{#:}
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 i d tQXwa
`Kc %S^C'
2.4白光干涉仪 e#6&uFce
o`K^Wy~+k#
2.5外差式激光干涉仪 U a j`
!^l4EL5#
2.5.1概述 i9\\evJs
,AbK xT
f2
2.5.2双频激光干涉仪 c Ch5Jl@Z
mrh p)yF
2.5.3激光测振仪 } C{}oLz
;Co[y=Z
2.6激光自混合干涉测量 QR5,_wJ&
o A;jy
2.7绝对长度干涉计量 LbV]JP
]PzTl {]
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 c_G-R+
v!#`W
2.7.2激光无导轨测量 {{]=zt|69
@x=BJuUuX
2.8激光干涉测量的重大应用举例 PF'5z#] NP
5{
4"JO3
2.8.1激光干涉测量引力波 ]\a\6&R
t$y&=v
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 G{f`K^
:%uyy5AZ
习题与思考2 V"7<[u]K|
,dZ H$
第3章激光准直与跟踪测量 }r~v,KDb
/G)KkB C
3.1概述 V 8nz-DL{
6t_ 3%{
3.1.1激光准直测量基本原理 !k:z Ljtp
@7Rt 4}g
3.1.2激光准直测量系统的组成 3%[)!zKv
^/%o%J& Hz
3.2激光测量直线度原理 7TV>6i+7
yul<n>X|
3.2.1直线度测量概述 { (M&-~Yh
Zr.\`mG4f
3.2.2激光测量直线度方法 +(z_"[l"
6`DwEs?Y{
3.2.3直线度测量误差分析 qD( fYOX{C
+ 9\:$wMN
3.3激光同时测量多自由度误差 C,|nmlDN
G>=9gSLM
3.3.1滚转角测量 PG^ j}
5U-p'c9IC
3.3.2四自由度误差同时测量 *or2
: $M9XZ~\
3.3.3五自由度误差同时测量
ko=aa5c
LsJs Q
h
3.3.4六自由度误差同时测量 ;}n9y ci#
7 9{.O`v
3.3.5激光跟踪测量 o%V
@D'w
vs\'1^*D
习题与思考3 <pTQpU
u8-a-k5<
第4章激光全息与散斑测量 1 P[I}GW#
;g:
U[cE
4.1全息术及其基本原理 +,&m7L
V17>j0Ev$W
4.1.1全息术基本原理 <CZI7]PM7
nd $H
3sf
4.1.2全息图的类型 ~rgf{oGz
hsTFAfa'
4.1.3全息设备基本构成 ?(5o@Xq
DO7- =74=
4.2激光全息干涉测量 *F\T}k7
xb4Pt`x)rS
4.2.1单次曝光法 b4 Ricm
Ci]'G>F@"
4.2.2二次曝光法 uSABh ^
p!HPp Ef+#
4.2.3时间平均法 Rr o?q
]$m#1Kj
4.3激光全息干涉测量的应用 |rr $U
dV5PhP>6
4.3.1位移和形状检测 DNm(:%)0
D ?Nd; [
4.3.2缺陷检测 &_"ORqn &
X|X4L(i
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 EX[B/YH
~hS3*\^~M
4.4激光散斑干涉测量 Ho|o,XvLv
= E&b=
4.4.1散斑的概念 -Nsk}Rnk*
=LlLE<X"%x
4.4.2散斑照相测量 C:]/8 l
TRF]i/Bs
4.4.3散斑干涉测量 Ap11b|v
yJDeX1+,
4.4.4电子散斑干涉 EfFz7j&X
8<YX7e
4.4.5时域散斑干涉 x1t{SQ-C
S-isL4D.Z
4.5散斑干涉测量的应用举例 } sf YCz
}TSgAwsbC
习题与思考4 <(fdHQD!7>
^ Xm/
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 ETM2p1 ru0
6X dWm
5.1激光衍射测量基本原理 2ubmsbt$
_~tm7o+js
5.1.1单缝衍射测量 hdo&\Q2D8
$[[?;g
5.1.2圆孔衍射测量 p= {Jf}v
T
|37#*c
5.2莫尔条纹测量 24/ /21m
`q%U{IR
5.2.1莫尔条纹的形成原理 T_eJ}(p
h aCKv
5.2.2莫尔条纹的基本性质 \,2gTi,=
vwVVBG;t
5.2.3莫尔条纹测试技术 o*X]b]
doBNg hS
5.3衍射光栅干涉测量 S"zk!2@C
27m@|M] R
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 u M<|@`&b
yk<VlS
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 Hk@r5<{
uG;?vvg>
5.4X射线衍射测量 bMsECA&
{|z #70
5.4.1X射线衍射测量原理 cQX:%Ix=
|8bE9qt.P
5.4.2X射线衍射测量材料应力 "# 2pT H~
f27)v(EJ
习题与思考5 \^9pW 2v
(%bE~Q2P*<
第6章机器视觉测量 T tPr)F|
I FsE!oDs4
6.1摄像机模型 b
vRB
?mMW*ico
6.2图像处理技术 J_PH7Z*=,
C," =}z1P
6.2.1图像滤波 ,HZYG4,
sm
6.2.2图像增强 gXt O*Rfqk
qz`rL#W]
6.3结构光视觉测量 A d/($v5+
DVh) w}v
6.3.1激光三角法的测量原理
:=9<
(0OM "`j
6.3.2结构光视觉测量系统 4d`+CD C
G6V/S aD
6.3.3点结构光视觉测量原理 3 C M^j<9
xIL#h@dz
6.3.4线结构光视觉测量原理 T`\]!>eb
s)k y/ce
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 H @D;e
IE;\7 r+h
6.4双目立体视觉测量 <B )
89Z#|#uM5
6.4.1数学模型 2bLI%gg3
& fu z 2xv
6.4.2双目立体视觉的标定方法 4&{!M
_
PO o%^'(
6.5基于相位的视觉测量 E]1##6Ae
K(VW%hV1
6.5.1相移形貌测量 1`JB)9P
IP ,.+:i
6.5.2立体相位偏折测量 1k[GuG%/K
*~2cG;B"e
6.6视觉测量的应用举例 3z3_7XI
Y5Z!og
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 !n<o)DsZR
CxDcY
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 (.?ZKL
_Yq@ F Ou
习题与思考6 ORBxD"J&
% (< (Y
第7章激光测速与测距 dJi|D
/e1( ?
20
7.1多普勒效应与多普勒频移 s bnjy"Z%
dZ]Rqr
_!
7.2激光多普勒测速 =45W\
,lm=M 5b
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 -V5w]F'
.z-UOye r
7.2.2激光多普勒测速技术 %>zjGF<
&|
!B!eO Y
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 &= eYr{
#jA) >z\Q^
7.3激光测距 ~3CVxbB^<
@AQwr#R"l
7.3.1脉冲激光测距 O/b+CSS1
$1Z6\G O
7.3.2相位激光测距 A@$kLex
%
frfSGf.#
7.4激光测速和测距应用 }k7'"`#?"
vzXag*0
7.4.1车载激光多普勒测速 ss
iok LE
(D7$$!}
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 .L EY=j!-s
O{]9hm(tN
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 gzdG6"
*Y6xv ib9*
习题与思考7 QlE d6^&
P^)q=A8Z#
第8章光纤传感原理与技术 sKL:p3r
A.En+-[\
8.1概述 lzhqcL"
73F5d/n
8.1.1光纤传感的主要类型 Eu,`7iQ?(
uQ/h'v
8.1.2光纤传感的主要特点 :50b8
yI3 kvh
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 *%gF2@=r8F
FN^FvQ
8.2.1光纤的基本结构 ,[!LCXp
,S&z <S_
8.2.2平板波导介质中的光波模式 KbW9s,:p
)r tomp:X
8.2.3光在光纤中的传输规律 =,V|OfW
!{% &=tIZ
8.2.4光纤的传输特性 se9>.}zZN
z#6?8y2-
8.3光纤传感
F0lOlS
9`B$V##-L
8.3.1强度调制型光纤传感 r ?m6$
@n+=vC.xO
8.3.2相位调制型光纤传感 (u1m]WYL
wvby?MhPY
8.3.3偏振调制型光纤传感 #&
?g %'
'{b1!nC;
8.3.4波长调制型光纤传感 7h9U{4r: M
k G0Yh2;#
8.3.5光纤分布式传感 $E!J:Y=
vVxD!EL
习题与思考8 |`/TBQz:r
cr;`Tl~}s
第9章激光雷达三维成像技术 ^Q}eatEn
4JyM7ePND}
9.1激光雷达三维成像原理 S<wj*"|.s
YN/ }9.
9.1.1激光雷达距离方程 5*-3?
<)e
EH f \L
9.1.2信噪比 {y)s.b~JB
#q\x$
9.1.3可探测距离 %;xOB^H^
jeUUa-zR3
9.1.4横向成像参数 mN_Z7n;^eh
0Q5^C!K
9.2激光三维成像雷达技术 zZ-\ a[F
Nf41ZT~
9.2.1机械扫描激光成像雷达 @OpNHQat9
IH *s8tPc
9.2.2面阵成像激光雷达 cC{"<fYF
z(y*hazK
9.2.3固态激光成像雷达 <@v ]H@ E
/iaf ^
>
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 5e8AmY8;
q8P.,%
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 }iB|sl2J
[^Y A=K hu
9.4激光三维成像雷达的应用 SkQswH
w f.T3
习题与思考9 dEa<g99[ ?
Z ~
第10章光学探针测量 _l`e#XbG
OX]V) QHVZ
10.1微观表面形貌测量 >o,^b\
&EGqgNl
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 FDzqL;I
T#@lD p O
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 WiL2
`_ %S
10.2机械式探针测量 cf_|nL #9
NE2pL@ sk
10.2.1机械式探针测量基本原理 G"5D< ]
HvwYm.$zE
10.2.2机械式探针测量系统 {y= W6uP
q/9H..6
10.3光学焦点探测 R7 jmv n
qFX~[h8i+
10.3.1强度式探测方法 K kW;-{c
YUU-D(
10.3.2差动探测方法 E_z;s3AXQ
Cs3^9m6;d
10.3.3散光方法 ]va>ex$d
e> rRTN
10.3.4Foucault方法 3\O|ii
^ >x|z.
10.3.5斜光束方法 N;oQ^B'
aVs(EHF
10.3.6共焦方法 RprKm'b8x`
6DT TV66
10.3.7光学焦点探针的特点 lH^^77"4Qo
lf<S_2i
10.4干涉型光学探针测量 J q.lT(E8D
w>fdQ!RdP
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 WO5O?jo'
wFh8?Z3u_
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 n%^ LPD
Qhi '') Q
10.5扫描隧道显微镜 5wao1sd #
B5V_e!*5F*
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 d6{Gt"
tY${M^^<J
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 `vG,}Pt]
` nXV E+E@
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 54;J8XT7
u=F+(NE"
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 hf/2vt
m
[]R? ViG
10.6原子力显微镜 hRI"y":zD
qSqI7ptA \
10.6.1AFM的基本硬件组成 yH 9!GS#
Ma *y=d;,1
10.6.2AFM的工作原理 '3]p29v{
`!:q;i ]}
10.6.3AFM的工作模式 Yb i%od&
o}O dw;
10.6.4AFM在力学测量中的应用 4to% `)]
87%*+n:?*
10.7扫描近场光学显微镜 v8gdU7Ll,
L9Z;:` `p
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 OdWou|Gz
5erc D
10.7.2光子扫描隧道显微镜 U t-B^x)gl
1aVa0q <
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 X8dR+xd
2$_9cF Wm
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 %<?0apO
bPD`+: A_
10.8扫描探针显微镜 M/?KV9Xk2
x^|V af
10.8.1NRC的大范围计量型AFM I KtB ;
N"/-0(9[
10.8.2PTB研制的大范围SPM h mx=
35
&R|/t :DN
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 _ rV 5E
Qu5UVjbE,
习题与思考10 {e|*01hE
G$'jEa<:u
参考文献 ,:~0F^z
)% SkJ
|