《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。 f. 6>6%l
s)-oCT$[
[attachment=124599] 6GxLaI
第1章光学测量的基础知识 t `o"K
p2STy\CS
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 8V:;HY#
$)M3fZ$#
1.1.1基本概念 C~En0 G1
0*{(R#
1.1.2误差与测量不确定度 9X*N k~}Y
F[ E 'R.:
1.1.3基本构成 tMl y*E
qb"S
1.1.4主要应用范围 7b"fpB
w#.3na
1.1.5基本方法 u
BEw YQB
alb3oipOB
1.1.6发展趋势 lod+]* MD
w"R<8e=
1.2光学测量中的常用光源 e;.,x 5+
l(>6Yq
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 <F9-$_m
A]BeI
1.2.2热光源 kt yplo#F
b31$i 5{
1.2.3气体放电光源 #T)Gkc"{
PxKBcx4o`
1.2.4固体发光光源 -E7mt`:d
I }8e"#
1.2.5激光光源 !gX xM,R
7@c!4hmrU
1.3光学测量中的常用光学器件 SEgw!2H
RC_Pj)
1.3.1激光准直镜 i%i~ qTN
lNe4 e6
1.3.2分光镜 I!/32* s1t
,3 :f4e\<
1.3.3偏振分光镜 !u7KgB<=/F
J*B-*6O44
1.3.4波片 S`-I-VS=L
O,%UNjx9K
1.3.5角锥棱镜 N#u'SGTG
i c{I
1.3.6衍射光栅 J^+w]2`S
r5j$FwY
1.3.7调制器 v obC/m
".}R$ W
1.3.8光隔离器 <F3{-f'Rx
+`>7cy%cZ
1.4光学测量中的常用光电探测器 > .wZEQ6QK
BK!Yl\I <
1.4.1常用光电探测器的分类 KM &P5 }
J&6p/'UPZ
1.4.2光电探测器的主要特性参数 J4qk^1m.
S* l/
Sa@
1.4.3常用光电探测器介绍 Cmx<>7fN
uEgR>X>
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 $ #=d@Nw_
QSaDa@OV
1.5.1光学测量系统中的噪声 VxY]0&sq
QQAEG #.5
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 Gamn,c9
,i_+Z
|Ls
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 j~'.XD={
rxp|[>O<
1.6.1概述 Ggx PpS<ne
9~V'Wev
1.6.2机械调制法 -mJs0E*g
"dpjxH=xO
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 Ti2cD
I[E 6 N2
习题与思考1 )?{<Tt@
`n>/MY
第2章光干涉测量 WsbVO|C
NVzo)C8kb
2.1光干涉基础知识 z$&B7?
0Y oKSo
2.1.1光的干涉条件 :>!-[hfQ
56C8) ?
2.1.2干涉条纹的形状 B~:yM1f@u4
d- ZUuw
2.1.3干涉条纹的对比度 e"866vc,
jwwRejNV
2.1.4产生干涉的途径 $z!G%PO1%
{/noYB<;
2.2波面干涉测量 ]v<8 l4p;
NLZ5 5yo$
2.2.1概述 _sy{rnaqvb
"e-z 2G@z
2.2.2泰曼格林干涉仪 .$~3 RjM
qX }3}TL
2.2.3移相干涉仪 mX|M]^_,z
]fb@>1
jp
2.2.4共路干涉仪 :[@rA;L
"nr?WcA
2.3激光干涉仪 EI=~*&t
@*rMMy 4
2.3.1迈克尔逊干涉仪 <^nS% hXEr
sd4eG
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 IWYQ67Yj
|}{gE=]
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 Sk
EI51]
=?|$}vDO[
2.4白光干涉仪 cPcH
8Vd
emQc %wd{
2.5外差式激光干涉仪 8`S1E0s
n\;;T1rM
2.5.1概述 ~j{c9EDT|
glC,E>
2.5.2双频激光干涉仪 r!b >!
((Av3{05H&
2.5.3激光测振仪 e
o E)Mq
{zZ)JW M<w
2.6激光自混合干涉测量 `Fcr `[
z1b@JCWE
2.7绝对长度干涉计量 nql1I<I
:PV3J0pB~
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 xjBY6Yl z
ok6t|
7sq
2.7.2激光无导轨测量 R Q0^
1
R
~5F x[q
2.8激光干涉测量的重大应用举例 6`-<N !
ty 5# a
2.8.1激光干涉测量引力波 }bi hlyB&Q
OfrzmL<K
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 (6/aHSXI
(<B %Gy@
习题与思考2 B _ J2Bf
m>Z3p7!N}
第3章激光准直与跟踪测量 8'E7Uj
K!AA4!eUzM
3.1概述 ~_0XG 0oA
<c5g-*V:
3.1.1激光准直测量基本原理 DN%JT[7
4,@jSr|I3i
3.1.2激光准直测量系统的组成 5222"yn"c
H|e7 IsY%
3.2激光测量直线度原理 [.Fm-$M-
|;:Kn*0/]
3.2.1直线度测量概述 fP
3eR >e
Vk`Uz1*
3.2.2激光测量直线度方法 J: )ml
}@.@k6`n
3.2.3直线度测量误差分析 zA?AX1%Wa
g c I<bY
3.3激光同时测量多自由度误差 Mi
NEf
Uo9@Y{<B
3.3.1滚转角测量 7[ n
|3
)" Z|x
3.3.2四自由度误差同时测量 _9"ZMUZ{
vH}VieU
3.3.3五自由度误差同时测量 Vo[.^0
Vxo?%Dj
3.3.4六自由度误差同时测量 uEhPO
N`d%4)|{
3.3.5激光跟踪测量 &hZ.K"@7{
>bI\p J
习题与思考3 K}N~KDW R|
p< pGqW
第4章激光全息与散斑测量 * '?V>q,
Wm}T=L`
4.1全息术及其基本原理 J@i9)D_
@:Ft+*2
4.1.1全息术基本原理 g`Q!5WK*
i"+TKo-
4.1.2全息图的类型 b%x=7SM XO
H >D?
4.1.3全息设备基本构成 Pxkh;:agD
InRRcn(
4.2激光全息干涉测量 "5IS KuL
I d8MXdV
4.2.1单次曝光法 4 Q1R:R a
zRgGSxn
4.2.2二次曝光法 wmX(%5vY^
[5!{>L`
4.2.3时间平均法 ?b}e0C-a
#N|JC d_
4.3激光全息干涉测量的应用 yK"HHdYTV
UHk)!P>
4.3.1位移和形状检测 V@y&n1?6
zFDtC-GF
4.3.2缺陷检测 fGA#0/_`
t+pA9^$[ `
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 Z:<wB#G
-g lGOTk
4.4激光散斑干涉测量 S|KUh|=Q
2[1t
)EW
4.4.1散斑的概念 uK#2vgT
\QG 2V$
4.4.2散斑照相测量 p<mBC2!%
XL; WU8>
4.4.3散斑干涉测量 ?I+$KjE +
C%ZPWOc_8
4.4.4电子散斑干涉 8df| 9E$
b?!S$S xz
4.4.5时域散斑干涉 xh#pw2v7V
*)?'!
4.5散斑干涉测量的应用举例 " &`>+Yw
7 _"G@h
习题与思考4 $*:$-
I\M
}Dxpp
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Chad}zU`
dK8dC1@,X;
5.1激光衍射测量基本原理 0DnOO0Nc
~> _UTI
5.1.1单缝衍射测量 O~?d;.b
'-X O;{,-R
5.1.2圆孔衍射测量 5yj# 9H
c/j+aj0.v
5.2莫尔条纹测量 %2B1E( r%M
OZz!8-|wE
5.2.1莫尔条纹的形成原理 9&6P,ts%Q
U 9Ea }aN
5.2.2莫尔条纹的基本性质 QUZ+#*:s
'mm>E
5.2.3莫尔条纹测试技术 1U ^KN~!
i{:i RUC#
5.3衍射光栅干涉测量 E.0J94>iM
35x]'
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 +%WW8OX
(u='&ka
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 D#`>p
se]&)%p[
5.4X射线衍射测量 [~G1Rz\h
5}! 36SO\
5.4.1X射线衍射测量原理 Z.x]6
4 pelIoj
5.4.2X射线衍射测量材料应力 ][#|5UK8L
5')]Y1J
习题与思考5 3^$=XrD
@o#Yq
n3Y
第6章机器视觉测量 L.JL4;U P
{.;qz4d`
6.1摄像机模型 C?W}/r[
gNDMJ^`
6.2图像处理技术 E`C !q
X>
z[O*f#t
6.2.1图像滤波 Mc(|+S@w'
~v:IgS
6.2.2图像增强 ""_G4{
@6aJh< c
6.3结构光视觉测量 (#)XRm{t
Gxxz4
6.3.1激光三角法的测量原理 F0r2 =f(?
wa`c3PQGu
6.3.2结构光视觉测量系统 7|_2@4-W6
f| F=)tJO
6.3.3点结构光视觉测量原理 / ;[x3} [
23,p Vo
6.3.4线结构光视觉测量原理 myqwU`s
Ho[]03
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 A;&YPHB
lk R^2P
6.4双目立体视觉测量 PyK !Cyq
#N~1Y e
6.4.1数学模型 qHo H h
@0C[o9
6.4.2双目立体视觉的标定方法 :(" @U,
xdz 6[8 d8
6.5基于相位的视觉测量 f5{|_]q]
loE;q} ^
6.5.1相移形貌测量 Q
8;JvCz
Aho*E9VW
6.5.2立体相位偏折测量 _IV!9 JL
0M&~;`W}
6.6视觉测量的应用举例 $d4& H/u^
F+ RE
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 qK2jJ3)>
'iOa j0f
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 #sg
dMrVQ
~C g7
习题与思考6 H8HVmfM
HD2C^V2@M
第7章激光测速与测距 oR,zr
@3=q9f tm
7.1多普勒效应与多普勒频移 }; M@JMu,
8t) g fSG
7.2激光多普勒测速 :2/ jI:L~
Oo FMOlb.Z
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 \7#w@3*
x2r.4
7.2.2激光多普勒测速技术 ?$uF(>LD
4~ L1~Gk
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 PlK3;
Gr)G-zE
7.3激光测距 =PNkzFU o
J|^z>gP(
7.3.1脉冲激光测距 U /~uu
B.;@i;7L
7.3.2相位激光测距 0 z]H=
6BEpnw>p(
7.4激光测速和测距应用 F< 5kcu#iL
KK4e'[Wf
7.4.1车载激光多普勒测速 sDT w</@
F?6Q(mRl
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 Q-#<{' (
.O(9\3q\
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 Tp.]{ *
oSf`F1;)HQ
习题与思考7 o:"(\$
a#[gNT~[
第8章光纤传感原理与技术 @g+v2(f2v
6 A|XB3
8.1概述 L+T7Ge
q
\/gf_R_GN
8.1.1光纤传感的主要类型
?*r%*CL
K : +q9;g
8.1.2光纤传感的主要特点 .3XiL=^~Qp
t%5bDdo
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ~Cw7.NA{3
o"z;k3(i$7
8.2.1光纤的基本结构 m|x_++3
0 R `>F">
8.2.2平板波导介质中的光波模式 ^,vFxN- -q
MU2kA&LH
8.2.3光在光纤中的传输规律 m .(\u?J
#R31V QwK5
8.2.4光纤的传输特性 T /IX(b'<
9) $[W
8.3光纤传感 {hN <Ot
&y|Ps eH"
8.3.1强度调制型光纤传感 d)D!np=
P?c V d2Y
8.3.2相位调制型光纤传感 U 0~BcFpD
bi+g=cS
8.3.3偏振调制型光纤传感 %6^nb'l'C
lcy+2)+
8.3.4波长调制型光纤传感 #f_'&m
"oFi+']*
8.3.5光纤分布式传感 c=bK_Z_
2J$vX(
习题与思考8 +Zr~mwM=x
w9RBT(u
第9章激光雷达三维成像技术 uTPAf^|
=3SJl 1w1
9.1激光雷达三维成像原理 J|be'V#]1
f\q5{#"z
9.1.1激光雷达距离方程 ,L~aa ?Nb-
re#]zc<
9.1.2信噪比 5 $$Cav
=5fY3%^b{
9.1.3可探测距离 iS<1 C`%>
I*(kv7(c0
9.1.4横向成像参数 )b=vBs`%
?MmQ'1 N
9.2激光三维成像雷达技术 gi5X ,:[
j%Z5[{!/,X
9.2.1机械扫描激光成像雷达 +ug/%Iay{k
- 'd`(G"
9.2.2面阵成像激光雷达 T"C.>G'[B
5WxNH}{
9.2.3固态激光成像雷达 w2/3[VZ}l
fO^s4gWTg
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 1|ddG010
)D'# >!Y
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 TvT>UBqj=
Ex*{iJ;\
9.4激光三维成像雷达的应用 F s=x+8'M
0Bkz)4R
习题与思考9 ,WnZ^R/n
fl9VokAT
第10章光学探针测量 upZc~k!1\
@W
@,8e]c
10.1微观表面形貌测量 v3t<rv
n&|N=zh
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 Knb( MI6
fZsw+PSy
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 n <> ^cD
Fn4yx~ 0
10.2机械式探针测量 T3"'`Sd9;
B~qo^ppVU
10.2.1机械式探针测量基本原理 fGs\R]
Le bc @,
10.2.2机械式探针测量系统 eX}aa 0
#8M^;4N >[
10.3光学焦点探测 %{:pBt:Z
gp $Rf9\
10.3.1强度式探测方法 u(f;4`
/dvronG
10.3.2差动探测方法 i`];xNR'
7,Z <PE
10.3.3散光方法 88[u^aC
yIngenr$
10.3.4Foucault方法 3W#E$^G_v
4t/ ?b
10.3.5斜光束方法 $9X?LGUz
g=q aq
10.3.6共焦方法 EowzEGq!a5
#;@I.
10.3.7光学焦点探针的特点 bXXX-X c
'X6Y!VDd
10.4干涉型光学探针测量 }opMf6`w
?P>4H0@I+
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 2P@6Qe
?
RIO?rt;
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 Mk973 'K'
>m <T+{`
10.5扫描隧道显微镜 /Qef[ $ !(
g`C8ouy
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 L{)t(H>O
o& z [d
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 s] ;P<
N1. 1
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 \awkt!Wa
!io1~GpKS
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 94t`&jZ&|u
|r)QkxdU,
10.6原子力显微镜 pBv,, d`
T9]0/>
10.6.1AFM的基本硬件组成 {.KD#W
$5
+( af O ~9
10.6.2AFM的工作原理 M3F1O6=4j
shy[>\w
10.6.3AFM的工作模式 c$BH`" <*
Ij =NcP
10.6.4AFM在力学测量中的应用 m}oR*<.
1-PlRQs.1
10.7扫描近场光学显微镜 }YM\IPsPu
@V5i
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 H8dS]N~[Y
=h|cs{eT\2
10.7.2光子扫描隧道显微镜 5/h-H r
G{>P YLxOb
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 xVX:kDX
dtfOFag4_
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 "X;5*
4+
-vY5h%7kf
10.8扫描探针显微镜 Qy[S~D_
/N<aN9Z<x,
10.8.1NRC的大范围计量型AFM r7R.dD /.
)s, t BU+N
10.8.2PTB研制的大范围SPM )S`[ gK
K\8zhY
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 %0/qb0N&
q+p}U}L=
k
习题与思考10 + r;t]
*mJ#|3I<
参考文献 $M!iQ"bb
S^==$TT
|