《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。 AX! YB'm-
[x Xa3W
[attachment=124599] eAR]~
NiW
第1章光学测量的基础知识 H}5zKv.T
~Q}JC3f>
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 +dIDFSd
{W*_^>;K
1.1.1基本概念 L8s HG$[
{U/a h2*
1.1.2误差与测量不确定度 ?$ T! = e"
6fV%[. RR
1.1.3基本构成 |d =1|C %,
qP@d)XRQ
1.1.4主要应用范围 MM8@0t'E
f Glvx ~
1.1.5基本方法 tCH 4-~,#
oU[Ba8qh
1.1.6发展趋势 f6@fi`U ,
Wm! lWQ u7
1.2光学测量中的常用光源 n%GlO KC
4Rj;lA lwB
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 S?_/P o|
z9OhY]PPF
1.2.2热光源 Rrh?0qWs
?\[2Po]n
1.2.3气体放电光源 U"\$k&
X-,scm
1.2.4固体发光光源 VQA}! p
C Za Urr
1.2.5激光光源 (s`oJ LW>
;o* n*N
1.3光学测量中的常用光学器件 5MUM{(C
< Th) &
1.3.1激光准直镜 d67Q@ ')00
k+Ew+j1_
1.3.2分光镜 n/*BK;
v[4A_WjT
1.3.3偏振分光镜 Zq w xi1
FgA'X<
1.3.4波片 m]LR4V6k|
TTB1}j+V6
1.3.5角锥棱镜 IO/%X;Y_
.
!gkJ
1.3.6衍射光栅 f44b=,Lry5
7g@P$e]
1.3.7调制器 }2dz];bR
t [gz#'
1.3.8光隔离器 ,= o)R,[
s%Ez/or(T
1.4光学测量中的常用光电探测器 oJ|8~:)
Oa7x(wS
1.4.1常用光电探测器的分类 9e^HTUFbG
z@ @w?>*
1.4.2光电探测器的主要特性参数 =R+z\`2
H(f~B<7q
1.4.3常用光电探测器介绍 FCO5SX#-g
%{GYTc \'X
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 "{a-I=s\C
Om
#m":
1.5.1光学测量系统中的噪声 o#(z*v@
m|mY_t
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 } Ej^M~Vv
88c-K{} 3
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 o5~o Rmsr
Vq[L4
1.6.1概述 :|%dV}j
& E98&[`7
1.6.2机械调制法 wk
@-O }W
_3_d;j#G U
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 C'~K am S
B I9~% dm
习题与思考1 l !Bc0
96W!~w2xx
第2章光干涉测量 h4@v. GI
}` &an$Mu
2.1光干涉基础知识 ZM)Y Rdh
{a>a?fVU
2.1.1光的干涉条件 Rx';P/F0C
&{#4^.Q
2.1.2干涉条纹的形状 4=]CA O=O
6k?,'&z|~
2.1.3干涉条纹的对比度 P bR6>'
zk)9tm;i{
2.1.4产生干涉的途径 Vs>/q:I
hVvPI1[2
2.2波面干涉测量 pz'l9Gp;@
$i#
1<Qj
2.2.1概述 fBgW0o.Bu
7MX nt5qUh
2.2.2泰曼格林干涉仪 Xy_ <Yqx}
B o@B9/ABv
2.2.3移相干涉仪 ;Od;q]G7L
^4jIT1
2.2.4共路干涉仪 :J a]Vt
] r8
hMv
2.3激光干涉仪 o_un=ygU
XhF7%KR
2.3.1迈克尔逊干涉仪 1UR ;}
Q/e$Ttt4J
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 7|~j=,HU+Z
l}|KkW\y
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 ~N</;{}fL4
)ESF)aKMiz
2.4白光干涉仪 jI`1>>N&1
L2v
j)(
2.5外差式激光干涉仪 h/9{E:ML
SoS GQ& k
2.5.1概述 YuO-a$BP
6>I{I k@>
2.5.2双频激光干涉仪 +.i?UHNB
C)2Waj}
2.5.3激光测振仪 ZzDE
< 8yv(
2.6激光自混合干涉测量 zbL!q _wO
!ueyVE$1
2.7绝对长度干涉计量 \/8 I6a=
<OG rC .k}
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 Q}G'=Q]Juz
XY(3!>/eQ[
2.7.2激光无导轨测量 >BC?% |l
@=KuoIV
2.8激光干涉测量的重大应用举例 X2
{n &K
5l"EQ9
2.8.1激光干涉测量引力波 B1]5% B
f<.43kv@
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 $4yv)6G
zh2gU@"
习题与思考2 _c}@Fi+E
?A|8J5E V
第3章激光准直与跟踪测量 Z
P\A
- i``yf?P
3.1概述 %vPs38Fks
YmP`Gg#> p
3.1.1激光准直测量基本原理 E}U[VtaC
yRQR @
3.1.2激光准直测量系统的组成 B7"/K]dR:
;lqtw]4v
3.2激光测量直线度原理 =
;sEi:HC
o XA3 i
3.2.1直线度测量概述 =3rPE"@,[
q$vATT
3.2.2激光测量直线度方法 ~R SOUrR
qTK\'trgx]
3.2.3直线度测量误差分析 !;'. mMO&%
J) O1)fR
3.3激光同时测量多自由度误差 @WIcH:_w-
M{Ss?G4H
3.3.1滚转角测量 ( yk^%
Yk',a$.S
3.3.2四自由度误差同时测量 >sAZT:&gv
9W$d'IA
3.3.3五自由度误差同时测量 5IeF |#g
C`F*00M{
3.3.4六自由度误差同时测量 +hdD*}qauC
*hI
3.3.5激光跟踪测量 j{,3!
Jd_w:H.
习题与思考3 %1Ga t6V<'
(g2?&b
iuz
第4章激光全息与散斑测量 4^1B'>I
&Mz3CC6
4.1全息术及其基本原理 / H+br_D9
tqLn A
4.1.1全息术基本原理 p" 4i(CWGS
F"O{eK0T
4.1.2全息图的类型 6
W/S?F~{
j I
4.1.3全息设备基本构成 !4uTi [e
xao'L
4.2激光全息干涉测量 T.kmoL lH
wCiDvHF5+C
4.2.1单次曝光法 (p<QRb:&Z
:5X1Tr= A
4.2.2二次曝光法 `_Bvae j?,
}J}a;P4
4.2.3时间平均法 4`@] jm
eCB(!Y|
4.3激光全息干涉测量的应用 q0Fq7rWP
]@OGp:Hz
4.3.1位移和形状检测 mIVnc`3s
@/}{Trmg/
4.3.2缺陷检测 O/\ L0\T
6|U0"C# ]
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 *_ d+c G
kR%bdN
4.4激光散斑干涉测量 ;\7 TQ9z
*OU>s;"$
4.4.1散斑的概念 65bLkR{0
6zs&DOB
4.4.2散斑照相测量 Q g=k@
kYBTmz} z
4.4.3散斑干涉测量 NVx`'Il8
"
?(GMe>
4.4.4电子散斑干涉 7kU:91zR
Ms 5m.lX
4.4.5时域散斑干涉 Z; shFMu
Bb[%?~
E!
4.5散斑干涉测量的应用举例 Lv@JfN"O
BQWEC,*N
习题与思考4 [ P\3XSR
o Xwoi !
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 P_+S;(QQ~d
|D)NP N&
5.1激光衍射测量基本原理 j"o`K}C
=W)Fa6P3j(
5.1.1单缝衍射测量 rP.qCl+J
QC0^G,9.
5.1.2圆孔衍射测量 -e#YWMo(
b Jt397
5.2莫尔条纹测量 ]c{Zh?0
a 9z|ef
5.2.1莫尔条纹的形成原理 E> Ukxi1
21GjRPs\
5.2.2莫尔条纹的基本性质 quc?]rb
xB:,l'\G
5.2.3莫尔条纹测试技术 #M*h)/d[A
^7v}wpwX\
5.3衍射光栅干涉测量 j>~^jz:
fI} Z`*
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 i' J.c4
Ixm< wKwW#
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 LNml["
(8o~ XL
5.4X射线衍射测量 P(G$@},W
~Kda# =
5.4.1X射线衍射测量原理 A<^IG+Q,B7
fV * x2g7w
5.4.2X射线衍射测量材料应力 d{&+xl^ll
%)*!(%\S*3
习题与思考5 %j=dKd>
p?X.I]=vRv
第6章机器视觉测量 pI7\]e
)c5 M;/s
6.1摄像机模型 !zLd ,`
UK+;/Mtg
6.2图像处理技术 3 D,PbAd
Fh& ` v0
6.2.1图像滤波 WwbE xn<
<.( IJ
6.2.2图像增强 `kIzT!HX
yXS ~ PG
6.3结构光视觉测量 kCxmC<34
Z `O.JE
6.3.1激光三角法的测量原理 4q[C'
J
(: 2:_FL
6.3.2结构光视觉测量系统 /,$;xt-J35
9 Am&G
6.3.3点结构光视觉测量原理 7CYu" +Ea
4][m!dsU
6.3.4线结构光视觉测量原理 M_+&XLnzsJ
S6,AY(V
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 62rTGbDbx
K"VphKvR
6.4双目立体视觉测量 Q6Y1Jr">X
w_pE up\`
6.4.1数学模型 MBs]<(RJZ
&#v^y 3r
6.4.2双目立体视觉的标定方法 UBqA[9
2G:)27Q-
6.5基于相位的视觉测量 z*ZEw
7&X U]I
6.5.1相移形貌测量 7!w@u6Q
< /tiNc
6.5.2立体相位偏折测量 WGK N>nV
fL
ng[&
6.6视觉测量的应用举例 K`* 8 *k{
&+ 6XdhX
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 [J\5DctX;c
N}nU\e6 Y
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 znhe]&Fw
[U a4{3#
习题与思考6 5 g99 t$p9
7oA$aJQ
第7章激光测速与测距 rtv\Pf|
G%S=K2 v
7.1多普勒效应与多普勒频移 qqT6C%Q`kG
K6~N {:.s
7.2激光多普勒测速 {=IK(H
(ZQ{%-i?qR
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 O^G/(
-'BJhi\Y]~
7.2.2激光多普勒测速技术 <8 Nh dCO6
;j=/2vU~@
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 ySP1WK
,&
=(DJ
7.3激光测距 pD##lkJr
dm,7OQ
7.3.1脉冲激光测距 AOWX=`J8V
'Fo *h6 =
7.3.2相位激光测距 J6Hw05%0=
0 `"]mYH
7.4激光测速和测距应用 5Ft bZ1L
pA"x4\s
7.4.1车载激光多普勒测速 T({:Y. A;
Un^QNd>
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 ?;,s=2
K+dkImkh
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 4Lt Fv)i
=#^%; 6 6z
习题与思考7 yU\&\fD>j
5g&.P\c{
第8章光纤传感原理与技术 s6OnHX\it7
Mr <2I
8.1概述 CY)/1 # J
x8.7])?w
8.1.1光纤传感的主要类型 dl'pl
HC*=E .J
8.1.2光纤传感的主要特点 Wd_bDZQ
5,I'6$J
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 &BqRy UM$F
M A} =
8.2.1光纤的基本结构 L-^vlP)Vu
m;W Up{'
8.2.2平板波导介质中的光波模式 {\ P$5O{%
{ > {|3
8.2.3光在光纤中的传输规律 <oI{:KH
7S7gU\qOj
8.2.4光纤的传输特性 ;E(gl$c:
( u@[}!
8.3光纤传感 Z8(1QU,~2
8;P8CKe
8.3.1强度调制型光纤传感 zwN;CD1
IQMk :
8.3.2相位调制型光纤传感 ^HLi1w|
? Bq"9*q
8.3.3偏振调制型光纤传感 l2+qP{_4
C#emmg!a\
8.3.4波长调制型光纤传感 O}MY:6Pe
yrnB]$hf
8.3.5光纤分布式传感 &Sj<X`^
!(*mcYA*W
习题与思考8 ~7Kqc\/H&I
> "f,'S5*
第9章激光雷达三维成像技术 %'kaNpBz
jx!) N>
9.1激光雷达三维成像原理 =<_xUh.
W*QD'
9.1.1激光雷达距离方程 }el. qZ
00Tm0rY
9.1.2信噪比 `mQY%p|
Vpt)?];P
9.1.3可探测距离 H?sl_3- #
pL]C]HGv
9.1.4横向成像参数 ;tf1 #6{
3q R@$pm
9.2激光三维成像雷达技术 5znLpBX<N
}IC$Du#
9.2.1机械扫描激光成像雷达 4-eb&
ilw<Q-o4(
9.2.2面阵成像激光雷达 @X>k@M
i5?)E7-
9.2.3固态激光成像雷达 Ox 8dnPcx
$)mq
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 5z~Ji77!
/u<lh.
hPW
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 V QZ3&]o
$JypVA(CX
9.4激光三维成像雷达的应用 W8,XSUl
5~<> h~yJ
习题与思考9 -OB72!sKU
D%LqLLD
第10章光学探针测量 fGcAkEstT!
p> Ju)o
10.1微观表面形貌测量 j1N1c~2
COOazXtW
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 ?g}n$%*5y!
Y$--Hp4
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 9xB^dKM3
{p|OKf
10.2机械式探针测量 7OS\j>hb~
z: ^Kr"= n
10.2.1机械式探针测量基本原理 HW|c -\tS
Xj&{M[k<
10.2.2机械式探针测量系统 {0lY\#qcE
&jl'1mZ
10.3光学焦点探测 qlIC{:E0
qDM/
6xO
10.3.1强度式探测方法 k)'hNk"x
$G"PZ7
10.3.2差动探测方法
doBfpQ 2
y rdJX
10.3.3散光方法 ":"QsS#*"#
H:`W\CP7_
10.3.4Foucault方法 R I:x`do
<. HHV91
10.3.5斜光束方法 PkLRQ}
zpZlA_
10.3.6共焦方法 L 4zSro:Si
=3{ h9
10.3.7光学焦点探针的特点 @ ~ N:F~
0Q;T
<% U
10.4干涉型光学探针测量 $ e+@9LNK
%aaOws
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 }y LdU|'W
(i |`PA
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 n8w|8[uV^
Gu V -[
10.5扫描隧道显微镜 H'<9;bD -
k1L GT&
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 EX>> -D7L
+IuV8XT2(
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 9| v
H+F?)VX}oA
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 ba% [!
MEI]N 0L3
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 l'&l!D&
itm;, Sbg
10.6原子力显微镜 j5R= K*y
(
]AErz+
10.6.1AFM的基本硬件组成 |^S[Gr w
{uM0J$P :
10.6.2AFM的工作原理 zf$OC}|\w
7_S+/2}U*
10.6.3AFM的工作模式 -v&Q 'a
RT9fp(6*
10.6.4AFM在力学测量中的应用 X-3L4@T:?
nv{ou [vQ
10.7扫描近场光学显微镜 6" |PJ_@ P
GL@s~_;T6
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 bC$n+G>6k
`.MM|6
10.7.2光子扫描隧道显微镜 c500:OSB
r;y&Wa
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 -gu)d5b
Fy`VQ\%7t
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 E-X-LR{CC
18}L89S>
10.8扫描探针显微镜 * gMuo6
E-*udQ
10.8.1NRC的大范围计量型AFM 8ji!FZ f
)Si`>o3T-.
10.8.2PTB研制的大范围SPM PX?tD:,[-
*B#OLx
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 y3 LWh}~E
0w< iz;30
习题与思考10 k ,X)PQc
PgB=<#9
参考文献 a+A/l
K.o?g?&<
|