《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。 w9RF2J
&?.n2+T+
=
[attachment=124599] lPM3}52Xu
第1章光学测量的基础知识 DR:8oo&E
Deg!<[Nw
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 #z ON_[+s9
{=3J/)='
1.1.1基本概念 GX4QaT%
'yp >L|
1.1.2误差与测量不确定度 #`W=m N(+k
q7X}MAW
1.1.3基本构成 %35L=d[
CRH{E}>
1.1.4主要应用范围 7~_ I=-
9-0<*)"b>
1.1.5基本方法 KZ=u54
+R-h ,$\=7
1.1.6发展趋势 I @ 2 uF-
ypx: )e"/
1.2光学测量中的常用光源 W'a(oI
4/S =5r}
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 gtiE hCF2W
l DN"atSf
1.2.2热光源 +l`65!"
Xka<I3UD5
1.2.3气体放电光源 TZ[Zm
_V@WNo%B
1.2.4固体发光光源 xwRhs!`t1
~ 9GOk;{~&
1.2.5激光光源 [4sEVu}
+`@M*kd
1.3光学测量中的常用光学器件 R}8XRe
C{ EAmv '
1.3.1激光准直镜 ,57$N&w
f-Jbs`(+
1.3.2分光镜 `v d= ec
<$%X<sDkq
1.3.3偏振分光镜 k1)%.pt%
NzQ9Z1Mxy
1.3.4波片 zN #*G
i'
='Q{R*u
1.3.5角锥棱镜 1B|8ZmFJj
T*?s@$)m4
1.3.6衍射光栅 kH'p\9=
B
z^|SkEit
1.3.7调制器 z-d FDtiA
<a4 TO8
1.3.8光隔离器 >I}9LyZt
F/p,j0S
1.4光学测量中的常用光电探测器 /kgeV4]zR
7FLXx?nLY
1.4.1常用光电探测器的分类 rq sdE
qFco3
1.4.2光电探测器的主要特性参数 X&M4MuL
{o0qUX>[
1.4.3常用光电探测器介绍 9i5tVOhE
K*q[(,9
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 \ \06T `
S4N(cn&
1.5.1光学测量系统中的噪声 uI~s8{0T6
FS6<V0pil
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 ~g E:-
BecP T
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 ]}Z4 P-"t
>5hhd 38
1.6.1概述 j'?7D0>
,E;;wdIt
1.6.2机械调制法 %c|UmKKi
4jNG^@O
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 ,1oQ cC
fpWg R4__
习题与思考1 ! }f1`/
HDVW0QaMu
第2章光干涉测量 yF13Of^l./
DC+b= IOz
2.1光干涉基础知识 S0d~.ah30
lDc-W =X=
2.1.1光的干涉条件 :~F :/5
( #D*P l
2.1.2干涉条纹的形状 <eN_1NTH_
`F t]MR
2.1.3干涉条纹的对比度 dY7'OAUyVl
s 5WqR 8
2.1.4产生干涉的途径 ritBU:6
3S*AxA eg
2.2波面干涉测量 0'5/K ,
%" D%:
2.2.1概述 5U`ZbG
=,y |00l
2.2.2泰曼格林干涉仪 =( v^5
i;/xK=L
2.2.3移相干涉仪 d}'U?6 ob
+Y"r71|A6+
2.2.4共路干涉仪 8:=n*
*NFg;<:j
2.3激光干涉仪 'e) ^m}:?D
=Prb'8 W
2.3.1迈克尔逊干涉仪 kIHDeo%K}
M`YWn ;
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 6W[}$#w
/X"/ha!=&D
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 gTl<wo +
9,uhf b^]
2.4白光干涉仪 N;Dp~(1
J1
YB<*"HxM)}
2.5外差式激光干涉仪 fmqb` %
j9Yb x#
2.5.1概述 r={c,i
`Z: R Ce^
2.5.2双频激光干涉仪 GSclK|#t E
PZxAH9 S?
2.5.3激光测振仪 >r`b_K
~5Pb&+<$
2.6激光自混合干涉测量 9. 'h^#C
'* mH*?Y
2.7绝对长度干涉计量 !+>v[(OzM
=4V&*go*\
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 ^;!0j9"* :
2M#M"LHo
2.7.2激光无导轨测量 k@ zy
oSiMpQu08
2.8激光干涉测量的重大应用举例 A.<H>=Z# O
rX_@Ihv'
2.8.1激光干涉测量引力波 T134ZXqqz
8 fA_p}wp
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 Z^ }mp@j>
KT]Pw\y5
习题与思考2 rpeJkG@+
^ ,m< 9
第3章激光准直与跟踪测量 afjtn_IB
QXCH(5a s
3.1概述 R1Sy9x .
@SCI"H%[
3.1.1激光准直测量基本原理 B8E'ddUw
o FjIA!
3.1.2激光准直测量系统的组成 ; ^t{Il'j
zJe#m|Z
3.2激光测量直线度原理 NM ]bgpP
/M b"V5S(W
3.2.1直线度测量概述 ),%6V5a+E
Y5fLmPza
3.2.2激光测量直线度方法 zD?oXs
< ZU=6Hq
3.2.3直线度测量误差分析 Gy=B&bo Z
hi g2
3.3激光同时测量多自由度误差 8~5cJPi6
WJI[9@^I~
3.3.1滚转角测量 (sVi\R
SG6 sw]x
3.3.2四自由度误差同时测量 ^vG8#A}]
[M+f-kl
3.3.3五自由度误差同时测量 ~]ZpA-*@Ut
wAnb
Di{W
3.3.4六自由度误差同时测量 bn
|zl!Pq
qI^
/"k*5
3.3.5激光跟踪测量 sz9L 8f2
^e W}XRI
习题与思考3 } 9nDo*A"}
re> rr4@
第4章激光全息与散斑测量 &89 oO@5
1S@v Gq}
4.1全息术及其基本原理 {Zp\^/
mKYeD%Pm*
4.1.1全息术基本原理 r|,i'T
ca+[0w@S
4.1.2全息图的类型 ;WldHaZ9r
O yqNLR
4.1.3全息设备基本构成 IIq1\khh
2h?uNW(0Q
4.2激光全息干涉测量 {rcnM7 S1L
TX#m&vh
4.2.1单次曝光法 >I=2!C1w
|HZT N"
4.2.2二次曝光法 :O5og[;b
fxgr`nC
4.2.3时间平均法 7Pa@1']
52o x`t |
4.3激光全息干涉测量的应用 *OQG 4aWy
28
3 H
4.3.1位移和形状检测 86z]<p (
u ElAn rm
4.3.2缺陷检测 q 4V7
jM\*A#Jo5
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 VN %INUi@
xU%w=0z <
4.4激光散斑干涉测量 s|D >-
RQMEBsI}
4.4.1散斑的概念 Iy }:F8F>g
Y"KE7>Jf
4.4.2散斑照相测量 Xt#1Qs
'?({;/L
4.4.3散斑干涉测量 v!%5&: c3
F]9nB3:W
4.4.4电子散斑干涉 Oh4AsOj@
$ Y 7c
4.4.5时域散斑干涉 X6^},C'E.:
}MlwC;ot
4.5散斑干涉测量的应用举例 IJ/ sX_k
]^6c8sgnR
习题与思考4 &7_Qd4=08w
T 6~_Q}6
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 Kt( -@\)!
Z y _V9j[n
5.1激光衍射测量基本原理 w4fW<ISg
u<n Lag
5.1.1单缝衍射测量 H)(:8~c,p
i<(X r
5.1.2圆孔衍射测量 N:9>dpP}O
D$JHs 4
5.2莫尔条纹测量 +d|mR9^([
y9KB< yh/
5.2.1莫尔条纹的形成原理 u!:z.RH8n
tlA"B{ 7
5.2.2莫尔条纹的基本性质 {8I. `U
vp. ZK[/`
5.2.3莫尔条纹测试技术 pa{re,O"e
@9&P~mo/
5.3衍射光栅干涉测量 3
zn W=
L;od6<.*m
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 PdVfO8-
[{X^c.8G)
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 ;.bm6(;
,()0' h}n
5.4X射线衍射测量 ?h1H.s2X
7-BvFEM;
5.4.1X射线衍射测量原理 ]@Sj`J[fd
lqb/eN9(t
5.4.2X射线衍射测量材料应力 G- T0f
CXCpqcC
习题与思考5 TFcT3]R[rL
#h@J=Ki
第6章机器视觉测量 6_4D 9 W
BAO| )~1Pd
6.1摄像机模型 l
(3bW1{n
"gD-8C3
6.2图像处理技术 B*gdgM*`
q5 L51KP2
6.2.1图像滤波 m5Tr-w$QY
sp* Vqd
6.2.2图像增强 xB !6_VlB
f$'2}'.!$
6.3结构光视觉测量 vO;I(^Q
6b!F 1
6.3.1激光三角法的测量原理 !*`-iQo &
7G)H.L)$m"
6.3.2结构光视觉测量系统 :EHJ\+kejX
\qUK P"dr
6.3.3点结构光视觉测量原理 NuU9~gSQ
cr;g5C
V
6.3.4线结构光视觉测量原理 b^[F ""!e
!s@Rok
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 jM:Y' l]
#b7$TV
6.4双目立体视觉测量 !@'%G6:.
a[2vjFf# C
6.4.1数学模型 3 R&lqxhg
wd/<
8>2X
6.4.2双目立体视觉的标定方法 eX_D/25 $
al `3Lu0
6.5基于相位的视觉测量 .]
`f,^v<c
2On_'^O
6.5.1相移形貌测量 ;@
[
0x
hb{ u' =
6.5.2立体相位偏折测量 2<hpK!R
{hJXj,
6.6视觉测量的应用举例 V_Wwrhua
0 u?{ \
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 ,hVvve,j}
apk4 j\i?5
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 '<0J@^ vZ
9h0X &1u
习题与思考6 TT9z_Q5~
2!B d2
第7章激光测速与测距 -rKO
)}
6;
Y0a4Ax
7.1多普勒效应与多普勒频移 XW?b\!@ $
"6a8s;
7.2激光多普勒测速 <94_ @3
3 v")J*t
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 Ys! >+nL|
;}z\i
7.2.2激光多普勒测速技术 -LM;}<
r_YI pnJ
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 45&8weXO:'
+
S4f GT
7.3激光测距 VtOZ%h[#
'q * Bdx
7.3.1脉冲激光测距 <|?K%FP7Z
+ki{H}G21
7.3.2相位激光测距 2Dd|~{%
0R0{t=VJZ
7.4激光测速和测距应用 2m>-dqg
wZh:F
!
7.4.1车载激光多普勒测速 3Oa*%kP+
A^2L~g[^Q
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 I-agZag%
3zT_^;:L
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 .q][? mW3
)+H[kiN
习题与思考7 Tg3!R q55
U} $DhA"r"
第8章光纤传感原理与技术 *6BThvg|&X
1oKfy>i e
8.1概述 irk*~ k ?
Vpp; \
8.1.1光纤传感的主要类型 t\v+ogbk)
j6(?D*x
8.1.2光纤传感的主要特点 %c)[
kAU!
7DlOW1|
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 h3gWOU
u
=gt<1U
8.2.1光纤的基本结构 ]4 (?BJ
Z2"? &pKV
8.2.2平板波导介质中的光波模式 rd3j1U
&: =$wc
8.2.3光在光纤中的传输规律 8j1 ekv
(5^ZlOk3
8.2.4光纤的传输特性 u-"c0@
2u?zO7W)-L
8.3光纤传感 7< 9L?F2
w{ `|N$
8.3.1强度调制型光纤传感 S=3^Q;V/1
):EBgg4-N
8.3.2相位调制型光纤传感 }1-I[q6
[0[M'![ 8M
8.3.3偏振调制型光纤传感 -RJE6~>'\
CVXytS?@x
8.3.4波长调制型光纤传感 KjB/.4lLq
5. tvB
8.3.5光纤分布式传感 HEA eo!
l2hG$idC
习题与思考8 ;7Oi ! BC
t5
a7DD
第9章激光雷达三维成像技术 djT5 X
Eaad,VBtU
9.1激光雷达三维成像原理 ng i< v6 i
/NF# + bx
9.1.1激光雷达距离方程 dV 8iwI
b]gY~c bI8
9.1.2信噪比 F=)eLE{W
j ;K#]
9.1.3可探测距离 y|_Eu:
ZkB3[$4C=5
9.1.4横向成像参数 * Dr5O 9Y
59Sw+iZj
9.2激光三维成像雷达技术 5, b]V)4
K
X]o E+:
9.2.1机械扫描激光成像雷达 oQ+61!5>
f"&Xr!b.h
9.2.2面阵成像激光雷达 `0#H]=$2h
N<z`yV
9.2.3固态激光成像雷达 @LLTB(@wR
&S74mV
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 A~lIa$U$b
'~-IV0v9
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 _>bRv+RVR
"r.2] R3
9.4激光三维成像雷达的应用 ^&c$[~W
)"O{D`uX
习题与思考9 g?q KNY
e&X>F"z2
第10章光学探针测量 9 -jO,l
e9u@`ZC07
10.1微观表面形貌测量 $R{8z-,Q
<xS=#
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 %hT4qzJj
<R1X \s.
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 Qs+ k)e,
|k-XBp
10.2机械式探针测量 E1 >/ R
:_d3//|
10.2.1机械式探针测量基本原理 ]T{E
(9
,&a`d}g&G
10.2.2机械式探针测量系统 )wf\F6jN
;MTz]c
10.3光学焦点探测 wFlV=!>,
P0\eB S
10.3.1强度式探测方法 M/jb}*xDR
m =&j@
10.3.2差动探测方法 !jh %} JJ
Ex($
10.3.3散光方法 ! gp}U#Yv
@Y' I,e
10.3.4Foucault方法 m7 XjP 2
9d[qh kPu)
10.3.5斜光束方法 "xwM+ AC
~o i_r8 K
10.3.6共焦方法 c" Y!$'|Q
8@7AE"
10.3.7光学焦点探针的特点 t;Wotfc[#0
- 0~I Y
10.4干涉型光学探针测量 2Ug.:![
StM/
10.4.1相移干涉光学探针测量方法
Q&+c.S
!7 ` [ i
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 =l|>.\-
.S vyj
10.5扫描隧道显微镜 8Uj:
Ku%6$C!,
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 Sg Sk !lj
/e 5\ 9
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 2lz
{_9
o`U|`4,
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 ul} '{|4
QAaF@Do
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 #Go(tS~o
Y.
TYc;
10.6原子力显微镜 0(TvQ{
<qn,
10.6.1AFM的基本硬件组成 91;HiILgT
+2O=s<fp
10.6.2AFM的工作原理 4[l^0
g 3a/ ;wl
10.6.3AFM的工作模式 jT"r$""1d
@W [{2d
10.6.4AFM在力学测量中的应用 {"4<To]z
/W9
& Ke
10.7扫描近场光学显微镜 .v7`$ (T
"z/V%ZK~f
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 eYDgEM
"w^Nu6
10.7.2光子扫描隧道显微镜 QE6El'S
4.k`[q8
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 _> Ln@
3B"7VBK{
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 T:n< db,Px
Z3 n~&!
10.8扫描探针显微镜 ` G0*l|m>
E.#6;HH zN
10.8.1NRC的大范围计量型AFM =jG?v'X
5h(jeT8"
10.8.2PTB研制的大范围SPM B$DZ]/<
GR Q_+K
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 u
!. DnKu
7%tR&F -u
习题与思考10 i ha9!kf
_y-B";Vmm
参考文献 CjmV+%b4
4[ (? L{
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