《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。 Y@ ;/Sf$ Q
],R\oMYy|P
[attachment=124599] d@Bd*iI<
第1章光学测量的基础知识 d*([!!i
n3/ Bs
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 1#>uqUxah
3<a|_(K
1.1.1基本概念 cZ .p
(h@~0 S
1.1.2误差与测量不确定度 g6 SZ 4WV
a*_"
nI&lr
1.1.3基本构成 PP_ar{|7
&,/-<y-S
1.1.4主要应用范围 PEKXPF N
mG *Y v
1.1.5基本方法 4>HQ2S{t
YZ->ep}
1.1.6发展趋势 cSTL.QF
<\
".6=E#W
1.2光学测量中的常用光源 ?%Pi#%P
+- hfl/$
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 ="g9>
a63Ud<_a7
1.2.2热光源 Fl== k
1)-VlQK p
1.2.3气体放电光源 O `>u70
=} +xD|T
1.2.4固体发光光源 1:I _ ;O_
'?mky,:HT
1.2.5激光光源 [F27i#'I]
>(W t
1.3光学测量中的常用光学器件 0SZ:C( ]
Z+Fh I^
1.3.1激光准直镜 \ tU[,3
" @xL9[d
1.3.2分光镜 2.a{,d
r,G gMk
1.3.3偏振分光镜 Qz<i{ r-z
p<RI vSqM
1.3.4波片 C8 $KVZ
c8o2* C$
1.3.5角锥棱镜 s*e1m %
<Um 5w1
1.3.6衍射光栅 6ZC ~q=my
GRgpy
1.3.7调制器 llpgi,-=
zwlz zqV
1.3.8光隔离器 (%]M a
[5P1 pkZ
1.4光学测量中的常用光电探测器 +'9xTd
<ZoMKUuB
1.4.1常用光电探测器的分类 +L=a\8Ep
n1y*`5!
1.4.2光电探测器的主要特性参数 -D_xA10
uX&Tn1Kg
1.4.3常用光电探测器介绍 %/K;!'7
d]^\qeG^p
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 Rap_1o9#\
Q2t > E(S
1.5.1光学测量系统中的噪声 #4^D'r>pJ
^F+7@*u
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 'R n\ CMTH
8H{9
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 ]~'pYOB
o5w =
1.6.1概述 e[.JS6
| +aD%' |
1.6.2机械调制法 n_t.l< V
TmgSV#G
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 =K6{AmG$
']>/$[!
习题与思考1 N8`q.;qewz
ia%U;M
第2章光干涉测量 7p Zd?-6M^
FzQ6UO~'
2.1光干涉基础知识 {&)E$ M
D{iPsH6};5
2.1.1光的干涉条件 x /?w1
|\h< !xR
2.1.2干涉条纹的形状 !u%XvxJwDb
!MD uj
2.1.3干涉条纹的对比度 S(5&%}QFQ
q<Wz9lDMNR
2.1.4产生干涉的途径 ID$%4jl
C,dRd EB>
2.2波面干涉测量 /8s>JPXKH[
#j6qq3OG
2.2.1概述 fzjZiBK@
d)v'K5
2.2.2泰曼格林干涉仪 NGuRyZp69&
_!E/ em
2.2.3移相干涉仪 {'q(a4
sj% \ lq
2.2.4共路干涉仪 w?A6S-z
,gn**E
2.3激光干涉仪 &v&e- |r8;
Q~$hx{foN
2.3.1迈克尔逊干涉仪 9
IY1"j0O
\ t' ]Lf
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 G:!'hadw
;Qdw$NuW
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 S1d{! ` 3
k k7M$)>d
2.4白光干涉仪 FKkL%:?
Q`(.Blgm;
2.5外差式激光干涉仪 oD7^9=#
t,R4q*
2.5.1概述 bRK[u\,
($^=f }+
2.5.2双频激光干涉仪 pwr]lV$w
Xe:e./@
2.5.3激光测振仪 _D~FwF&A
Uk= L?t
2.6激光自混合干涉测量 v
L!?4k
qZ D P-
2.7绝对长度干涉计量 CC{{@
x _BnWFP
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 8z'_dfP=5
qgZN&7Nn:
2.7.2激光无导轨测量 fs%l j_t
SOo}}a0
2.8激光干涉测量的重大应用举例 8YwSaBwO
"}j v5j5
2.8.1激光干涉测量引力波 g)Dg=3+>
VW *d*!
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 ) E (9
R(
X1~ WQ?ww
习题与思考2 137:T:
G}p* oz~
第3章激光准直与跟踪测量 i[a1ij=
p;YS`*!s
3.1概述 +C ){&/=#
'AJlkLqm#>
3.1.1激光准直测量基本原理 .]H1uoci|
L&h90Az1W
3.1.2激光准直测量系统的组成 4Q
n5Mr@<
4]%v%6 4U
3.2激光测量直线度原理 +'QE-#%{=
Z 2hIoCT
3.2.1直线度测量概述 |sklY0?l(
? _Y2'O
3.2.2激光测量直线度方法 Ob>M]udn
Iji9N!Yx
3.2.3直线度测量误差分析 2C_ /T8
%:hU:+G E
3.3激光同时测量多自由度误差 "`8~qZ7k
!Au 9C
3.3.1滚转角测量 mnS F=l;;
|\_d^U &`
3.3.2四自由度误差同时测量 :Vl2\H=P
OVgx2_F
3.3.3五自由度误差同时测量 w.6 Gp;O
RYem(%jq
3.3.4六自由度误差同时测量 O[/l';i
:bV1M5
3.3.5激光跟踪测量 25CO_
ej &ZE
n
习题与思考3 9$oU6#U,h
&['cZ/bM
第4章激光全息与散斑测量 f+iM_MI
>@wyiBU
4.1全息术及其基本原理 B2DWSp-8*
VwxLElV
4.1.1全息术基本原理 VQ((c:+!
1pT-PO 3=
4.1.2全息图的类型 {X'D07 q
5<?s86GHh'
4.1.3全息设备基本构成 > qhoGg
1hnw+T<<W
4.2激光全息干涉测量 uy^vQ/
HHU0Nku@ho
4.2.1单次曝光法 i`)h~V|G
?YTngIa
4.2.2二次曝光法 } "CX`
B qA
4.2.3时间平均法 Gcz@z1a=n
rfVHPMD0
4.3激光全息干涉测量的应用 .uGvmD <;x
Q4vl
4.3.1位移和形状检测 /9..hEq^
h<8. 0
4.3.2缺陷检测 vOKWi:-U
oPPxja g\
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 C_~hX G
v Ol<
4.4激光散斑干涉测量 ExDv7St1(k
&>]c"?C*
4.4.1散斑的概念 [^4)3cj7}
4I97<zmrT
4.4.2散斑照相测量 Sl RQi:
d|R qS`h
]
4.4.3散斑干涉测量 S[zX@3eZV
qB0F9[U
4.4.4电子散斑干涉 8r46Wr7Q
Z+G.v=2q<
4.4.5时域散斑干涉 WFTXSHcG
'!wI 8f
4.5散斑干涉测量的应用举例 6pCQ P
c*A
&rmXz6 F
习题与思考4 |{a`,%mw
IW<nfg
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 CC<(V{Png
c{X:0man
5.1激光衍射测量基本原理 L~PBD?l
2Vn~o_ga
5.1.1单缝衍射测量
nGqD{!i<
zc n/L F
5.1.2圆孔衍射测量 qP}187Q1
UHh7x%$n
5.2莫尔条纹测量 &eqeQD6
$yA>j (k4
5.2.1莫尔条纹的形成原理 ?"o 7x[
(&) PlIi7
5.2.2莫尔条纹的基本性质 TOe=6 Z5h
4N- T=Ig
5.2.3莫尔条纹测试技术 :47bf<w|Y
G'M;]R9EP
5.3衍射光栅干涉测量 TJY
[s-
aGR!T{`
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 =
@EN]u
aA |<W
g
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 p!OCF]r
-s zSA
5.4X射线衍射测量 fUg<+|v*
~g|Z6-?4Jj
5.4.1X射线衍射测量原理 5S
EyAhB
7%Q?BH7{
5.4.2X射线衍射测量材料应力 Us.")GiHE
[K=M; $iQ
习题与思考5 QQPT=_P]
!pqfx93R*
第6章机器视觉测量 I +4#LR3;
vo]!IY
6.1摄像机模型 u3B[1Ae:K
6 `
8H k;
6.2图像处理技术 s
IE2a0+
>OLKaghV.5
6.2.1图像滤波 P"%QFt,
E0s|eA&
6.2.2图像增强 #aeKK7[
S /kM #
6.3结构光视觉测量 ]+
KN9
U{JD\G 8m
6.3.1激光三角法的测量原理 )43\q Iu\
c&mLK1A6
6.3.2结构光视觉测量系统 NR6wNz&81
l
10p'9 n
6.3.3点结构光视觉测量原理 aWCZ1F
;K$ !c5
6.3.4线结构光视觉测量原理 _&wrA3@ /L
:]rb} 1nLB
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 c;13V(Djy
x* 9 Xu"?
6.4双目立体视觉测量 cS2 PrsUx
yZ:AJNb
6.4.1数学模型 Pss$[ %
IW{} l=D/
6.4.2双目立体视觉的标定方法 cEK<CV
2A95vC'u>|
6.5基于相位的视觉测量 44x+2@&1
&}y?Lt
6.5.1相移形貌测量 X 3dXRDB'
1o8C4?T&
6.5.2立体相位偏折测量 #lY_ XV.
7K 'uNPC
6.6视觉测量的应用举例 [X%Wg:K
@PZ {(
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 ]wZlJK`K
0z
=?}xr
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 !0Mx Bem
(B^rW,V[R
习题与思考6 gJZH??b
dHsI< :T#
第7章激光测速与测距 [2P6Xo I#
RD|DHio%
7.1多普勒效应与多普勒频移 > lV'}0u)
rHa*WA;TE
7.2激光多普勒测速 Iysp)
QMhvyzkS
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 <0!O'" "J
z}a9%Fb
7.2.2激光多普勒测速技术 (U B?UJc
8-PHW,1@a3
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 p>l:^ -N;f
"}x %5/(
7.3激光测距 sx n{uRF
#I"s{*
7.3.1脉冲激光测距 4Jf9N'
G` Df'Yy
7.3.2相位激光测距 |Zk2]eUO+
ZYS]Et[Q
7.4激光测速和测距应用 9Wv}g"KY0
6Vj=SYK
7.4.1车载激光多普勒测速 9vauCIfVC
R uGG3"|
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 gk mV; 0
Ii&\LJ
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 .Im=-#EN
<Ej`zGhWz
习题与思考7 NZ"nG<;5
mt]^ d;E
第8章光纤传感原理与技术 ri%j*Kn
G1fC'6$3
8.1概述 I G Ax+3V
+# 3e<+!F
8.1.1光纤传感的主要类型 PbnAY{J
ph$ vP;}
8.1.2光纤传感的主要特点 )|=4H>?%
i }_"
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 aka)#0l .
P~M[i9 V
8.2.1光纤的基本结构 ?C` r3
\(MI DCZ@-
8.2.2平板波导介质中的光波模式 v5F+@ug
tZG l^mA"g
8.2.3光在光纤中的传输规律 '3 b'moy
!n sx!M
8.2.4光纤的传输特性 -wT! g;v;%
?<` ;lu/eL
8.3光纤传感 nTl2F1(sV7
q
B IekQT
8.3.1强度调制型光纤传感 /i ~x .i3
|\W53,n9
8.3.2相位调制型光纤传感 D94bq_2}
H:)_;k
8.3.3偏振调制型光纤传感 J&iSS9c
pMJm@f
8.3.4波长调制型光纤传感 u M\5GK
fy$?~Ji &
8.3.5光纤分布式传感 "x vizvR
K3Bw3j 9
习题与思考8 w n;)La
(:I]v_qEYS
第9章激光雷达三维成像技术 \Si p
zW\ s{
9.1激光雷达三维成像原理 !6l* Jc3
`^] D;RfE
9.1.1激光雷达距离方程 Cv@)tb
! B92W
9.1.2信噪比 bZ_TW9mq
\%7fm#z6
9.1.3可探测距离 I(Z\ $
QWnGolN
9.1.4横向成像参数 2]<.m]
:}yT?LIyP
9.2激光三维成像雷达技术 Ta[\B WR2
9;'#,b*(
9.2.1机械扫描激光成像雷达 X o:Mar
4BSqL!i(
9.2.2面阵成像激光雷达 2kt0Rxg
h5rR44
9.2.3固态激光成像雷达 &=x4M]t9L
yVgC1-8i*
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 fZj,Q#}D
v3a PHf
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 =7JSJ98
q-+:1E
9.4激光三维成像雷达的应用 FZ?:BX^
$btu=_ |f
习题与思考9 C[}UQod0
`IEA
第10章光学探针测量 ggL/7 I(
_3:%b6&Pz
10.1微观表面形貌测量 )|v y}Jf7
zPc"r$'0 U
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 l -x c*lC
eZ+6U`^t
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 pr,,E[
hHhDs>tB
10.2机械式探针测量 E* u *LMm
v7SYWO#
10.2.1机械式探针测量基本原理 uDP:kM
aopZ-^
10.2.2机械式探针测量系统 v2 E <~/|
gHp*QL\?9
10.3光学焦点探测 bD0l^?Hu!
-2; 6Pw mv
10.3.1强度式探测方法 v\5O\ I ^
}%8ZN :
10.3.2差动探测方法 GdcXU:J /
.whi0~i
10.3.3散光方法 GTM0Qv f?
W-l +%T!
10.3.4Foucault方法 *d3-[HwZCL
CNefk$/cR
10.3.5斜光束方法 aTTkj\4
2t9UJu4
10.3.6共焦方法 w8w0:@0(
5, ,~k=
10.3.7光学焦点探针的特点 S )rr
Bd <0}
10.4干涉型光学探针测量 6{buel(|e
H oABo:
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 R\5,H!V9n
?a3 w By
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 \^*:1=|7u]
XZb=;t Yo
10.5扫描隧道显微镜 7%i'F=LzT
B` Z3e %g#
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构
LN WS
b^Z2Vf:k]
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 J`U]Ux/L
S(Af o`
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 D,}bTwRb-
pOXI*0_g.
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 U- 9Aq
Q?i_Nl/|
10.6原子力显微镜 } +}nrJv
oI{.{]
10.6.1AFM的基本硬件组成 c$ !?4z_.
Q3 8+`EhLA
10.6.2AFM的工作原理 T0tX%_6`
7.hBc;%2u
10.6.3AFM的工作模式 UHZ&7jfl
{6v.(Zlh$
10.6.4AFM在力学测量中的应用 Wp>t\S~N
iz# R)EB/g
10.7扫描近场光学显微镜 P +o"]/7U
miaH ,hm
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 ZOEe -XW
3p=Xv%xd
10.7.2光子扫描隧道显微镜 |O_ JUl
no3yzF3Hi
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 yMz#e0 k
PaI\y! f
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 ->b5"{t
Oj c Tu
10.8扫描探针显微镜 KSPa2>lz?
* @4 @eQF
10.8.1NRC的大范围计量型AFM <R]m(
5v)^4(
)
10.8.2PTB研制的大范围SPM fEZuv?@
vTK%4=|1}!
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 <-v
zS;
=HCEUB9Fs
习题与思考10 Mp`$1Ksn
2T&MVl!%
参考文献 Wk0E7Pr
:hZM $4
|