《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。 0k{\W
=kfa1kD&{
[attachment=124599] n0!2-Q5U)h
第1章光学测量的基础知识 Av?R6
P %)r4+at
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 t,Ka]
/I
q"
f65d4c
1.1.1基本概念 I/XSW #
b _<n]P*)
1.1.2误差与测量不确定度 ;Y[D#Ja-
m$_b\^we
1.1.3基本构成 tsJR:~
u5Vgi0}A
1.1.4主要应用范围 *g,ls(r\[
@l F?+/=$
1.1.5基本方法 [8a (4] 4
v\5O\ I ^
1.1.6发展趋势 F_ (~b
Z3weFbCH
1.2光学测量中的常用光源 2
4+
$TmEVC^ 0
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 v@soS1 V!
Sz@z
0'
1.2.2热光源 HWsV_VAw}
Ga5*tWj
1.2.3气体放电光源 gK QJ^a\!
h @Ea5x
1.2.4固体发光光源 jwT` Z
zQ |2D*W
1.2.5激光光源 jkx>o?s)z
fJ[ ^_,O
1.3光学测量中的常用光学器件 3fhY+$tq
{KNaJ/:>W
1.3.1激光准直镜 J<;io!
&U7v=a
1.3.2分光镜 I 09 W=
y\Aa;pL)RQ
1.3.3偏振分光镜 $C;i}q#
)0-A;X2
1.3.4波片 <7VLUk}
m2\\!C]f
1.3.5角锥棱镜 7h}gIm7e"
ZK8)FmT_<O
1.3.6衍射光栅 LDc EjFK(
K2zln _W
1.3.7调制器 #\w N2`" W
@ W>@6E
1.3.8光隔离器 l.o/H|
Q3 8+`EhLA
1.4光学测量中的常用光电探测器 T0tX%_6`
7.hBc;%2u
1.4.1常用光电探测器的分类 UHZ&7jfl
{6v.(Zlh$
1.4.2光电探测器的主要特性参数 Wp>t\S~N
|+q_kx@?l
1.4.3常用光电探测器介绍 P +o"]/7U
rJpr;QKf%
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路
]
#@:VR
/e0B$UymFu
1.5.1光学测量系统中的噪声 Gk*u^J(
KVa{;zBwl
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 n?fy@R
YCD |lL#
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 (N9-YP?qm
]Z civnN#
1.6.1概述 'z.
GAR
6kH6"
1.6.2机械调制法 !0,q[|m
{s
mk< NL
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 ,%TBW,>
<?KPyg2
习题与思考1 lg aSIXDK
m[}k]PB>
第2章光干涉测量 B-MS@ <2
&u2;S?7m
2.1光干涉基础知识 2R&\qZ<
hI:.Qp`r
2.1.1光的干涉条件 m
!*F5x
N:<$]x>
2.1.2干涉条纹的形状 /*qRbN
,ErfTg& ^
2.1.3干涉条纹的对比度 KV_/fa~Ry
[<#j K}g
2.1.4产生干涉的途径 lny b4d/
0F |t@?S
2.2波面干涉测量 `j>5W<5q\
%
"(&a'B
2.2.1概述 9-;-jnDy
s(=wG|
2.2.2泰曼格林干涉仪 k_7m[o
^O_Z5NbC3
2.2.3移相干涉仪 IEhD5?
+l7)7qKx
2.2.4共路干涉仪 ;bE/(nz M
1B4Qj`:+0
2.3激光干涉仪 Uj(0M;#%o+
6$R9Y.s>Z
2.3.1迈克尔逊干涉仪 Pf[E..HF*d
sUG!dwqqd
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 g$K\rA
KoERg&fY
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 3YvKHn|V"
5%I3eL %s
2.4白光干涉仪 N{v) pu.
!/}3/iU
2.5外差式激光干涉仪 NI s 7v
"W7|Xp
2.5.1概述 TPN+jK
cyCh^- <l@
2.5.2双频激光干涉仪 h$02#(RHJ
iww/ s
2.5.3激光测振仪 aFTW zz
O52 /fGt
2.6激光自混合干涉测量 g6,D Bkv2
s)E \
2.7绝对长度干涉计量 <w9~T TS
MK BDWLCB
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 yqx 5_}
+x2JC' -H
2.7.2激光无导轨测量 UY(T>4H+h
]}v]j`9m%
2.8激光干涉测量的重大应用举例 O <Rh[Aqn
Xq 135/d
2.8.1激光干涉测量引力波 i=gZ8Q=H
;XN|dq
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 Af _4Z]F
~+Gh{,f
习题与思考2 L2XhrLK.|
d/; tq
第3章激光准直与跟踪测量 ?h}NL5a
XKWq{,Ks
3.1概述 \BnU ?z
YlrN ^rO
3.1.1激光准直测量基本原理 ZwUBeyxS=c
G8av5zR
3.1.2激光准直测量系统的组成 4LTm&+(5
es)^^kGj6f
3.2激光测量直线度原理 &aRL}#U
Td i^P}i_
3.2.1直线度测量概述 MfL7| b)
J0!V (
3.2.2激光测量直线度方法 mUg :<.^
?EFRf~7JP
3.2.3直线度测量误差分析 h.EI(Ev"GN
qZd*'ki<
3.3激光同时测量多自由度误差 =z'(FP5!0
c1Ks{%iA
3.3.1滚转角测量 ]R T
jrQ0-D%M d
3.3.2四自由度误差同时测量 G Aj%o]}u
gzs \C{4D
3.3.3五自由度误差同时测量 kE:[6reG
23? u_?+4i
3.3.4六自由度误差同时测量 &>\;4E.O5
So 1TH%
3.3.5激光跟踪测量 *)E${\1' <
Jpa pl%7v
习题与思考3 {[!<yUJ`S#
$S#Z>d*1!
第4章激光全息与散斑测量 v5M4Rs&t
lx|Aw@C3~
4.1全息术及其基本原理 J+P<zC
@;4;72 @O
4.1.1全息术基本原理 I-R 7+o
V#ELn[k
4.1.2全息图的类型 aGbG@c8PRi
6m_ mma_,&
4.1.3全息设备基本构成 _.JQ h
3'z$@ ;Ev+
4.2激光全息干涉测量 MqZ"Js
0b{jox\!B
4.2.1单次曝光法 :Qge1/
)gdeFA V
4.2.2二次曝光法 uY5|Nmiu
p7|I>8ur.
4.2.3时间平均法 > Z+*tq
$]DuO1H./
4.3激光全息干涉测量的应用 g4Z Uh@b~
6$b =Tr=0
4.3.1位移和形状检测 E*YmHJ:k
,?8a3%
4.3.2缺陷检测 xrg"/?84
<O+GXJ2
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ;U'\"N9
4;YP\{u
4.4激光散斑干涉测量 TDo)8+.2 z
ZH
Q?{"
4.4.1散斑的概念 .+9*5
)]fiyXA
4.4.2散斑照相测量 F7<mm7BGZ
4V:W 8k 9D
4.4.3散斑干涉测量 NMkP#s7.y
ql@2<V{
4.4.4电子散斑干涉 %r[`HF>
>>{):r
Z
4.4.5时域散斑干涉 X;!* D
g@'XmT="_
4.5散斑干涉测量的应用举例 pb97S^K[
&| (K#|^@
习题与思考4 nuq@m0t\#
: <aGZ\R5
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 uj3`M9
3 P0z$jh"H
5.1激光衍射测量基本原理 _#K|g #p5
X`g<"Ka
5.1.1单缝衍射测量 EGD{n E
8[@,i|kgg0
5.1.2圆孔衍射测量 c^w^'<
XNa{_3v
5.2莫尔条纹测量 F$8:9eL,T
iM8Cw/DS
5.2.1莫尔条纹的形成原理 {qw'gJmX
G
`|7NL
5.2.2莫尔条纹的基本性质 - -]blP7
HB )+.e
5.2.3莫尔条纹测试技术 \IQG%L{
;l%xjMcU
5.3衍射光栅干涉测量 9Buss+K?/h
q;9X8 _
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 h?TIxo:6/
,It0brF
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 cWQJ9.:7
T}!9T!(HdF
5.4X射线衍射测量 uT ]$R
`RY}g;
5.4.1X射线衍射测量原理 7 6T7<.S
o135Xh$_>'
5.4.2X射线衍射测量材料应力 P 'h39XoZ
ILCh1=?{9r
习题与思考5 ;I 5 P<7VW
;C-ds
第6章机器视觉测量 Ho(M O!(
NzZ(N z5
6.1摄像机模型 UG.:D';3,
` n6cpX5
6.2图像处理技术 fm Y x
MZ%J
]Nd
6.2.1图像滤波 ~xG/ yPl
7s%D(;W_Mo
6.2.2图像增强 N] yT/8
Ju>QQOxi|
6.3结构光视觉测量 Pac ^=|h<q
t!wbT79/
6.3.1激光三角法的测量原理 4( , .< #
r Hq1%)B
6.3.2结构光视觉测量系统 <
R"Y^]P=
D;JZ0."
6.3.3点结构光视觉测量原理 iAe"oXK|
zji9\
6.3.4线结构光视觉测量原理 Hva!6vwO%O
Zs^zD;zU
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 UK
OhsE
*
0K]/tn<
6.4双目立体视觉测量 6MOwn*%5k
:&5u)
6.4.1数学模型 |j"C52Q
)T '?"guh`
6.4.2双目立体视觉的标定方法 >? o5AdZ
X,@nD@
6.5基于相位的视觉测量 At>e4t2@
o?O ZsA
6.5.1相移形貌测量 bh"
Caz.(t
_&(Wz0
6.5.2立体相位偏折测量 @}jg5}
/E/6(c
6.6视觉测量的应用举例
6!)hl"
DaH4 Br.2
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 W\Il@Je;
h_X'O3r
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 >WO;q
n<EIu
习题与思考6 - DGuaUU
?/}IDwu h
第7章激光测速与测距 % A
5s?J?
Q~^v=ye
7.1多普勒效应与多普勒频移 e]1) _;b*
!]"M]tyv\
7.2激光多普勒测速 DFfh!KKR$
W S vhC
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 c 9gm%
hRKJKQ@7
7.2.2激光多普勒测速技术 6I~M8Lo ;
`$4wm0G|
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 u<"-S63+
XR =ebl
7.3激光测距 _ y'g11 \
aa]|
7.3.1脉冲激光测距 ~A/v P-
Yk{4 3yw
7.3.2相位激光测距 1=_?Wg:
</9c=GoJ
7.4激光测速和测距应用 9-# =xE9'U
t`6~ ud >
7.4.1车载激光多普勒测速 "@+Z1k-8U
R74RJi&
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 M;g"rpM
d|tNn@jN
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 L$Xkx03lz>
+IGSOWL
习题与思考7 L.9@rwfI
{Y+ e|B0
第8章光纤传感原理与技术 Zz|et206
rJ4A9d3:
8.1概述 oj6=.
M%13b$i~f
8.1.1光纤传感的主要类型 Fyz1LOH[X
'eQ*?a43
8.1.2光纤传感的主要特点 7
A{R0@
^6UE/4x!y
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 )x,-O#"A
y7b>>|C
8.2.1光纤的基本结构 93)1
BC%V<6JBu(
8.2.2平板波导介质中的光波模式 QF.M%she+
KWVl7Kw#e
8.2.3光在光纤中的传输规律 <7%#RJw e
FYaBP;@J%
8.2.4光纤的传输特性 {f6~Vwf
0d ,& )
8.3光纤传感 p?s[I)e
%Bn n\ {Az
8.3.1强度调制型光纤传感 + VhD]!
St3/m DtH
8.3.2相位调制型光纤传感 pr \OjpvD
Nk\/ l K\
8.3.3偏振调制型光纤传感 (Ixmg=C6y
uw&p)
8.3.4波长调制型光纤传感 yEL5 U{
8(@(G_skp
8.3.5光纤分布式传感 &K"qnng/y
x]"N :t
习题与思考8 l5Q-M{w0x
7@!ne&8Z?
第9章激光雷达三维成像技术 3r2e_?m
5F 5 )Bh
9.1激光雷达三维成像原理 H1ox>sC
4:s!mHcz
9.1.1激光雷达距离方程 y(6*)~Dh
/pgn?e'lk
9.1.2信噪比 O1z 3(
=.q8*7UY
9.1.3可探测距离 )O6_9f_
/s `8=+\ 9
9.1.4横向成像参数 Z&Z= 24q_
D7,{p2<2T
9.2激光三维成像雷达技术 y}> bJ:
{dNWQE*\c
9.2.1机械扫描激光成像雷达 &Ht5!zuW,
U NescZ
9.2.2面阵成像激光雷达 ^s3 SzB@
7,D 6RP(b
9.2.3固态激光成像雷达 R` >z>!)
R|t.J oP 9
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 $tca:
b}Mk
} |? W
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 Mr yY<s
OR-fC
9.4激光三维成像雷达的应用 ~`CWpc:
sy+tLDMd
习题与思考9 >}!})]Xw9
r=^ ?
第10章光学探针测量 p V`)
N:e5=;6s
10.1微观表面形貌测量 (Q][d+} /
\m3ca-Y
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 gK>aR ^*
NR0fxh
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 ]w9\q*S]
U=\!`_f':
10.2机械式探针测量 C \5"Kb
2VA mL7)
10.2.1机械式探针测量基本原理 iz\GahK
rh 7%<xb>
10.2.2机械式探针测量系统 x`g sD3C
)Vnqz
lI5
10.3光学焦点探测 Jz6zJKcA
e "ur+7
10.3.1强度式探测方法 )_Wo6l)i
Ld:U~M-
10.3.2差动探测方法 s&~i S[
=?gDM[t^
10.3.3散光方法 nEboet-#D0
$Z { Xt*
10.3.4Foucault方法 EnnE@BJ"
3=xN)j#B
10.3.5斜光束方法 ?*2Uw{~}
8 UN7(J
10.3.6共焦方法 K&>+<bJ_
1;N5@0%p
10.3.7光学焦点探针的特点 =^S1+B
MY-
z~O:w'(g
10.4干涉型光学探针测量 !1cVg
ls|
sAfNu~d
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 u Q'I zdm
YVS~|4hu?i
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 Ym5ji$ !2
&5o ln@YL
10.5扫描隧道显微镜 LP- _i}Kq
E|l qlS7
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 tunjV1 ,]
1/% g
VB8
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 lzup! `g
g|rbkK%SoE
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 [$AOu0 J
pu?D^h9/
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 b?{ \t;
l.`f^K=8
10.6原子力显微镜 |w w@V<'/#
@<,YUp,%S
10.6.1AFM的基本硬件组成 lD\ vq 2
`M.\ D
10.6.2AFM的工作原理 RDWUy (iX
C)xM>M_CB
10.6.3AFM的工作模式 WXX)_L$2
7\nR'MOZ
10.6.4AFM在力学测量中的应用 o+I'nFtnI
}6!*H!
10.7扫描近场光学显微镜 iX\]-_D
1aBQ.- E-
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 +JrbC/&
\GEf,%U<K
10.7.2光子扫描隧道显微镜 ~|5B
!au%D? w
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 7r,h [9~e
@ dx$&;w
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 '|^<|S_+K
[OK(
10.8扫描探针显微镜 bIP%xl
Vp
>4&s7][Q|
10.8.1NRC的大范围计量型AFM ^I]A@YNni
6< O|,7=_
10.8.2PTB研制的大范围SPM fA{t\
1K&l}/zUl
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 FhVoN}
?|,-Bft3
习题与思考10 T i !<{>
YR/%0^M'0
参考文献 W_%@n m\y
8^>qzaf
8
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