《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。 b S' dXP
{Eqx'j
[attachment=124599] NW &2ca
第1章光学测量的基础知识 {]dvzoE]
/fU -0a8
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 RPjw12Ly
SQ'%a-Mct
1.1.1基本概念 V0%a/Hi v
:lK8i{o
1.1.2误差与测量不确定度 lAo4)
Y)#,6\=U
1.1.3基本构成 Q :'r
p
}VHvC"
1.1.4主要应用范围 cyh ;1Q
<$C3]
=2
1.1.5基本方法 .
+,{|){c
p1T0FBV
L
1.1.6发展趋势 @xk ;]H80
mXyg\5
1.2光学测量中的常用光源 j9-.bGtm?.
u<+"#.[2v~
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 4ti,R'
7g%\+%F
I
1.2.2热光源 kUr/*an
_94R8?\_V7
1.2.3气体放电光源 +k0UVZZX?
|;I"Oc.w^R
1.2.4固体发光光源 " {c@}~
Ylgr]?Db*
1.2.5激光光源 W*,$0 t
#F6M<V'
1.3光学测量中的常用光学器件 lsgZ
zz8NBO
1.3.1激光准直镜 u(PUbxJ
V
$bN_0s0:'
1.3.2分光镜 s{42_O?,c
st >%U9
1.3.3偏振分光镜 g!)*CP#;
D r"PS
>.
1.3.4波片 A7T(p7pP
e2pFX?
1.3.5角锥棱镜 &v feBth
Iv u'0vF
1.3.6衍射光栅 g!z &lQnZ
3{TE6&HIa
1.3.7调制器 p[;@9!t
t@iw&> 8z
1.3.8光隔离器 e+?;Dc-SJ\
@ 0/EKWF
1.4光学测量中的常用光电探测器 !wZIXpeL
dl 6Ju
1.4.1常用光电探测器的分类 PtGFLM9R
q 2;CvoF
1.4.2光电探测器的主要特性参数 DU-dIq i
+,)Iv_Xl$
1.4.3常用光电探测器介绍 7Jpq7;
s%A?B 8,
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 162Dj$
cs[nFfM
1.5.1光学测量系统中的噪声 x Vw1
3ik~PgGoKQ
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 cqcH1aSv
Cn_r?1{W
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 <y#@v G
J?1Eh14KZ
1.6.1概述 we
kb&?
?! 3u ?Kd
1.6.2机械调制法 zKh <zj
n' 1L Ni
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 u]]mbER*t#
QoMa+QTuc
习题与思考1 R' '2o_F6
"
^!=e72
第2章光干涉测量 /2 qxJvZ
-67!u;
2.1光干涉基础知识 u X6rCokr
a FL< (,~r
2.1.1光的干涉条件 V|<'o<h8
?Iag-g9#=m
2.1.2干涉条纹的形状 pezfB{x?
t&IWKu#
2.1.3干涉条纹的对比度 Vw`%|x"Xz
\vuWypo
2.1.4产生干涉的途径 b$tf9$f
%2^V.`0T
2.2波面干涉测量 6H0aHCM
Ix0#eo j
2.2.1概述 M" $g*j
Zj0h0Vt
2.2.2泰曼格林干涉仪 N5tFEV'G
c]|Tg9AW
2.2.3移相干涉仪 5H(
]"C
JtF)jRB0,
2.2.4共路干涉仪 Vq^b_^
O f eM;)
2.3激光干涉仪 lGJ&\Lv:
d-gcXaA-8
2.3.1迈克尔逊干涉仪 zv^+8h7k
@scSW 5+
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 9MbF:
CM t$ )
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 <d{>[R)
~$1g"jIw
2.4白光干涉仪 8rNf4]5@X(
y-Lm^ GW4
2.5外差式激光干涉仪 6HH:K0j 3'
{l\Ep=O vx
2.5.1概述 GxE`z6%[
dx.J v/Mb
2.5.2双频激光干涉仪 J@rBrKC
X od/GY G
2.5.3激光测振仪 EV;"]lC9
9 |K :\!7
2.6激光自混合干涉测量 C]3^:b+
6~6 vwp
2.7绝对长度干涉计量 B.) ;Ju
ifmX<'(9 A
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 {H
3wL
+5% ncSJx
2.7.2激光无导轨测量 m5W':vM
i{r[zA]$
2.8激光干涉测量的重大应用举例 -JclEp
<co:z<^lqu
2.8.1激光干涉测量引力波 |WgFLF~k
$`L
|
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 cxIAI=JK
) 1 <GSr9
习题与思考2 '"6*C*XS
}#n d &ND
第3章激光准直与跟踪测量 O1oh,~W
]Bz.6OR
3.1概述 O`;o"\P<
]hbrzv o
3.1.1激光准直测量基本原理 t ;y@;?~
MQX9BJ%
3.1.2激光准直测量系统的组成 `mquGk|)
r6nWrO>y
3.2激光测量直线度原理 `b_n\pf ]
jTqE V(
3.2.1直线度测量概述 {k']nI.>
? ~oc4J*>(
3.2.2激光测量直线度方法 1.nYT*
j% '~l#nw
3.2.3直线度测量误差分析 JRDIGS_ ~
$;)A:*e
3.3激光同时测量多自由度误差 &B$%|~Y5
~hT(uxU/
3.3.1滚转角测量 BD mF+
=b Q\BY#
3.3.2四自由度误差同时测量 v\5`n@}4
F*y7 4j,
3.3.3五自由度误差同时测量 Mp@dts/|
WT1d'@LY
3.3.4六自由度误差同时测量 W H. 3
{G=|fgz
3.3.5激光跟踪测量 T t$]
[
|
习题与思考3 )OFf nKh
T~d_?UAw$
第4章激光全息与散斑测量 y!~ }7=
|sAl k,8s
4.1全息术及其基本原理 )c.!3n/pb
~{t<g;F
4.1.1全息术基本原理 3.Jk-:u %m
k%;oc$0G-3
4.1.2全息图的类型 t1!>EI`
-e_pw,5c '
4.1.3全息设备基本构成 D+Z 2y1
t*Z4&Sy^
4.2激光全息干涉测量 .Z@ i z5
#eKH'fE
4.2.1单次曝光法 M|UCV_omN
+]e) :J
4.2.2二次曝光法 :\%ZTBLL
S |m|ulB
4.2.3时间平均法 nlc$"(eA[H
e8k|%m<Sp
4.3激光全息干涉测量的应用 Y 9BKd78Y
pzT`.#N:M
4.3.1位移和形状检测 |Pv)&'B"
BoHNni
4.3.2缺陷检测 C-^8;xd
$Q= S`z=
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 B3E}fQm )
Xj<xen(
4.4激光散斑干涉测量 $ou/ Fn
P6`LUy z3
4.4.1散斑的概念 2F/oWt|w?
/Nhc|x6zQ
4.4.2散斑照相测量 ~ e686L0j
sl)]yCD|5
4.4.3散斑干涉测量 /lc4oXG8
{O4&HW %
4.4.4电子散斑干涉 p & i+i
UTO$L|K
4.4.5时域散斑干涉 _lfS"ae
jM>;l6l
4.5散斑干涉测量的应用举例 -(z w80@&
8`Tj *7Y=
习题与思考4 aX*7tRn_%
v|nt(-JX
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 )g ?'Nz
!14 l[k+\
5.1激光衍射测量基本原理 )Dyyb1 \)
%
"^CrG
5.1.1单缝衍射测量 p\tA&>3-
4XSq\.@G
5.1.2圆孔衍射测量 M Tn}]blH
%U9f`qE
5.2莫尔条纹测量 *~d<]U5h
w NMA)S
5.2.1莫尔条纹的形成原理 !#S "[q
it->)?"(6
5.2.2莫尔条纹的基本性质 03!#99
5L,q,kVS
5.2.3莫尔条纹测试技术 a#&\65D
)+f"J$ah
5.3衍射光栅干涉测量 p@wtT"Y
?8q4texf[
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 ogo EtKi
B+2.:Zn6
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 /Y [ b8f
SU( J
5.4X射线衍射测量 pAyUQe;X#
8L *#zaSAf
5.4.1X射线衍射测量原理 R xc
-$ `q :j
5.4.2X射线衍射测量材料应力 Pxgal4{6
0<nW
nD,z
习题与思考5 c&"1Z/tR
Sy^@v%P'A
第6章机器视觉测量 o}yA{<"
b 2~5 LZ
6.1摄像机模型 srH.$Y;~
hPt=j{aJ%<
6.2图像处理技术 DO~ ~
y .a)M?3
6.2.1图像滤波 LWV^'B_X-
\# 1p
6.2.2图像增强
hAD gi^
^O**ZndB/
6.3结构光视觉测量 VA%4ssy
}p*WH$!~
6.3.1激光三角法的测量原理 \mw5
~Rf;
dDl_P yg4K
6.3.2结构光视觉测量系统 [V0%=q+ R
+l<;?yk:;
6.3.3点结构光视觉测量原理 ^vTp.7o~5
6`5DR~
6.3.4线结构光视觉测量原理 ;s5JYR
ZsGJ[
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 \$,8aRT>#U
~2Q D .(
6.4双目立体视觉测量 Q1x=@lXR
1z@{ 4)
6.4.1数学模型 v=-T3
n
@y,>cDg
6.4.2双目立体视觉的标定方法 P}
Y .
ZJHaY09N
6.5基于相位的视觉测量 "4.A@XsY
]MB6++.e
6.5.1相移形貌测量 A9LVS&52
COA>y?
6.5.2立体相位偏折测量 hdY d2
j
{ApjOIxk
6.6视觉测量的应用举例 EHrr}&
l)Mi?B~N
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 Q 2 B
l^ rQo_alk
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 66sc Bi_d
]x6 r P
习题与思考6 | zOwC9-6
` |4k>5 k
第7章激光测速与测距 LPkl16yZ
l <yYfGO
7.1多普勒效应与多普勒频移 |^OK@KdL1
LVJn2t^
7.2激光多普勒测速 = lx~tSiS
.v['INK9
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 )&ucX
L!~ap
7.2.2激光多普勒测速技术 Ce} m_
kk}_AZ0eK
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 Sea 6xGdq
jH37{S-
7.3激光测距 ` {F z
Am#Pa,g
7.3.1脉冲激光测距 >txeo17Ba\
Tj!rAMQk
7.3.2相位激光测距 wM! dz&
V2$M`|E
7.4激光测速和测距应用 (SByN7[g b
G'{&*]Z\:
7.4.1车载激光多普勒测速 rW `l1yi*$
TpxAp', #7
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 J {$c|
@G F3g=
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 d1 lxz?r
J@qLBe(v
习题与思考7 c, }V C-
D{JwZL@7k2
第8章光纤传感原理与技术 Y.% Vvg4z3
_Zxo <}w}y
8.1概述 TwKi_nh2m
T2|os{U
8.1.1光纤传感的主要类型 X=Jt4 h 9
`k(m2k ?
8.1.2光纤传感的主要特点 9rT"_d#
nY,L Q0r
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ts
r{-4V
lz _ r
8.2.1光纤的基本结构 uYijzHQyD
~w}=Oby'y
8.2.2平板波导介质中的光波模式 M*aYcIU((
SZvC4lOn#
8.2.3光在光纤中的传输规律 kkXe= f%
{d> 6*b
8.2.4光纤的传输特性 +R"n_6N
BJ{?S{"6%G
8.3光纤传感 l)V646-O,~
1D%E})B6
8.3.1强度调制型光纤传感 UI*&@!%bzp
l|M|;5TW
8.3.2相位调制型光纤传感
\8USFN~(Y
,Qj\_vr@
8.3.3偏振调制型光纤传感 iDYm4sY
B)rB M
8.3.4波长调制型光纤传感 )M8 @|~~
{~#d_!(
8.3.5光纤分布式传感 ,C|aiSh0-
f4 vdJ5pV
习题与思考8 . `oKd@I*"
X n Rm9%
第9章激光雷达三维成像技术 x M/WS':V
7 mL1$i6=
9.1激光雷达三维成像原理 S KGnx
kH=qJ3Z
9.1.1激光雷达距离方程 M{p9b E[j
;HiaX<O!
9.1.2信噪比 WN o+ %
LN9.Q'@r?
9.1.3可探测距离 Pd~z%VoO
(U:6vk3Q
9.1.4横向成像参数
n,{
PmT<S,}L
9.2激光三维成像雷达技术 1 /SB[[ g
a&[>kO
9.2.1机械扫描激光成像雷达 CS0q#?
V=c?V/pl
9.2.2面阵成像激光雷达 l ! ZzJ&
|V^f}5g d
9.2.3固态激光成像雷达 p$<){ ,R
S e(apQ H
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 id]}10
|@hy Gu-H+
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 S4OOm[8
)2r_EO@3HP
9.4激光三维成像雷达的应用 E cd~H+
,.&D{ $1W
习题与思考9 TBgiA}|\D
S}K-\[i?
第10章光学探针测量 Az/P;C=
~ }Z {hs)
10.1微观表面形貌测量 {7K l #b
2-^ ['R
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 x_= 3 !)
LtNspFoLb
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 lT'V=,Y
t
u3HaWf3
10.2机械式探针测量 ?:W=ddg
")w~pZE&+
10.2.1机械式探针测量基本原理 w# ;t$qz}
%@%~<U)W
10.2.2机械式探针测量系统 ca%XA|_J
^;@! \Rc
10.3光学焦点探测 aI\ ]R:f,
d/E 0opv
10.3.1强度式探测方法 _;-b ZH
~:-V<r,pe
10.3.2差动探测方法 VC^QCuSq
S4{\5ulr7
10.3.3散光方法 l#]+I YD
j)}TZx4~
10.3.4Foucault方法 b+$- f:mj
&p=( 0$0&-
10.3.5斜光束方法 @>[3 [;
s_6Iz^]I
10.3.6共焦方法 u<HJFGLzI
q&,uJo
10.3.7光学焦点探针的特点 ST\d -x
n'@XgUI,
10.4干涉型光学探针测量 ~%s NPKjA
wT:mfS09N
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 ~bfjP2
g
kqLpt
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 ),0Ea~LB 4
&l W~ot1,
10.5扫描隧道显微镜 [V;Q#r&+
7gt%[r M
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 "-G&]YMl
J#G\7'?{
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 >F/5`=/'h
XMpE|M! c
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 dj3E20Ws
q_:B=w+bC
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 $HV`bJ5!L*
iRL|u~bj
10.6原子力显微镜 (M%ZSF V
cA`X(Am6]g
10.6.1AFM的基本硬件组成 wQX%*GbL2
5R O_)G<
10.6.2AFM的工作原理 h8HA^><Xr
<2PO3w?Z
10.6.3AFM的工作模式 MG$Df$R
!(qaudX{>k
10.6.4AFM在力学测量中的应用 ]ov"&,J
Yd<q4VJR
10.7扫描近场光学显微镜 _({K6adb
0+_:^z
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 y?V#LW[^E
Tc; j )_C)
10.7.2光子扫描隧道显微镜 lLuAg ds`
g=kuM
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 ,in"8aT}~
C?PgC~y)
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 t8S,C4
gOn^}%4.I
10.8扫描探针显微镜 K$ ~Ja
q]z%<` .9*
10.8.1NRC的大范围计量型AFM
Ndqhc
yv.(Oy
10.8.2PTB研制的大范围SPM YnX6U 1/^
:JG2xtn
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 (\$=+' hy
l1}HJmom
习题与思考10 sT F Ru
m# t
参考文献 > 0NDlS%Q:
+FtL_7[v
|