《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。 ERt{H3eCcJ
~,~eoW7
[attachment=124599] JZ#[
2mLh
第1章光学测量的基础知识 V_:&S2j
&I406Z f7y
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 ^KELKv, _
Bw{I;rW{2
1.1.1基本概念 L^F y#p
3 t6 LT
1.1.2误差与测量不确定度 F: l%O#V
M xG W(p
1.1.3基本构成 hG:|9Sol,
VQ{f ne<
1.1.4主要应用范围 $pudoAO
FEVlZ<PW3I
1.1.5基本方法 2[;_d;oB @
p6WX9\qS(
1.1.6发展趋势 e*n@j
r)6M!_]AW
1.2光学测量中的常用光源 FkRo
_?
&=k,?TJO>
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类 ^ K E% C;u
_]*>*XfF(
1.2.2热光源 (%:c#;#
+&"zU GTIc
1.2.3气体放电光源 y#$CMf
-q^
eNu7~3k }
1.2.4固体发光光源 ^<-+@v*
7`hP?a=
1.2.5激光光源 ~| 6[j<ziL
lUiL\~Gq
1.3光学测量中的常用光学器件 L z1M E(
SC])?h-Fw
1.3.1激光准直镜 ]]juN
=iD 3Yt
1.3.2分光镜 "2T#MO/
.k
\@zQ|Ta
1.3.3偏振分光镜 @{pLk4E
-\n@%$M]G
1.3.4波片 M { Q;:
PI pi1v*qz
1.3.5角锥棱镜 g
SAt@2*U2
BFJnV.0M!
1.3.6衍射光栅 SN!? }<|U
)D82N`c2\i
1.3.7调制器 -8rjgB~."/
*U\`CXn;
1.3.8光隔离器 6qd\)q6T&x
fe#\TNeQJ[
1.4光学测量中的常用光电探测器 x 7x\Y(@
AlW66YAuQ
1.4.1常用光电探测器的分类 H ? y,ie#u
az|N-?u
1.4.2光电探测器的主要特性参数 nmi|\mof
xLZG:^(I
1.4.3常用光电探测器介绍 bB;5s`-
yD6[\'%
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 3fJc
9|
Z @@K[$
1.5.1光学测量系统中的噪声 ~ Pah oRS
{Wu$YWE*sx
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 2oRg 2R}
X<; f
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 ~B(4q K1G
""Q P%
1.6.1概述 %lGfAYEM=
W PG(@zD
1.6.2机械调制法 YNj`W1
u4%Pca 9(=
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 Hi`//y*92H
#7YY<)
xt}
习题与思考1 I [##2
2WVka
第2章光干涉测量 gH7|=W
EJ:%}HhA
2.1光干涉基础知识 \3aoM{ztD
`& sH-d4v
2.1.1光的干涉条件 V0XvJ
\:ak ''
2.1.2干涉条纹的形状 Nf "r4%M<6
{"QNJq#:
2.1.3干涉条纹的对比度 X;c '[q
^ t g<K
2.1.4产生干涉的途径 '>s sqBnI
25[I=Zd S
2.2波面干涉测量 1sdLDw_)p
28J^D MOW
2.2.1概述 ,1CIBFY
6U, O*WJ%e
2.2.2泰曼格林干涉仪 nd z ]cx
|! E) GahM
2.2.3移相干涉仪 f-n1I^|
ApV~( k)W
2.2.4共路干涉仪 r^a7MHY1
doy`C)xI
2.3激光干涉仪 l6 H|PR{
9 !}8UALD
2.3.1迈克尔逊干涉仪 {|:;]T"y
emPM4iG?!
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 0dh aAq`k
@A89eZb W
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 1\ >^m
AKyUfAj3
2.4白光干涉仪 UsQ+`\|
c> RFdc:U
2.5外差式激光干涉仪 Zk"eA'"\
Ww%=1M]e-
2.5.1概述 ?ztkE6 2t
j=aI 9p
2.5.2双频激光干涉仪 'JfdV%M
D9
|n)f
2.5.3激光测振仪 Y
M\ K%rk
K& 70{r
2.6激光自混合干涉测量 0rDh}<upjk
J | bd)0
2.7绝对长度干涉计量 $#S&QHyEe
sVv xHkt@
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 72y0/ FJ
[@b&? b~K
2.7.2激光无导轨测量 D \s WZ
48qV >Gwf
2.8激光干涉测量的重大应用举例 khrb-IY@
W$OG( m!W>
2.8.1激光干涉测量引力波 =L:4i\4
}O^zl#
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 G ) 7;;
M#VE ]J
习题与思考2 @EpIh&
Q/_f
zg
第3章激光准直与跟踪测量 @ &:ar
Vz~nT
3.1概述 5b[jRj6
An"</;HU
3.1.1激光准直测量基本原理 G <f@#[$'
,:H\E|XeBw
3.1.2激光准直测量系统的组成 #Xb+`'
#9xd[A : N
3.2激光测量直线度原理 ReI/]#Us
/8g^T")
3.2.1直线度测量概述 )Es"LP]
;\Y& ce
3.2.2激光测量直线度方法 5sJJG v#6
X+} 1
3.2.3直线度测量误差分析 3]UUG
k
|%B?\m
3.3激光同时测量多自由度误差 y_IM@)1H~
\\7ZWp\fN
3.3.1滚转角测量 _D_LgH;}
;u(<h?%e
3.3.2四自由度误差同时测量 ,7NZu0
;Q[mL(1:
3.3.3五自由度误差同时测量 5HO9 +i
@8^[!F
3.3.4六自由度误差同时测量 , %Up0Rr,
B'EKM)dA
3.3.5激光跟踪测量 C{DvD'^
1/-43B
习题与思考3 #w-xBM
@
R>"OXFaE
第4章激光全息与散斑测量 S. q].a
j;3[KLmuK%
4.1全息术及其基本原理 :!b'Vk
`zXO_ @C
4.1.1全息术基本原理 Y=n4K<
D{ 4YxR
PX
4.1.2全息图的类型 aj,T)oDbt6
e `,ds~
4.1.3全息设备基本构成 qfz 8jY]
.h5[Q/*h
4.2激光全息干涉测量 5
Ho^N1q
A\#P*+k 0
4.2.1单次曝光法 ]U7KLUY>:
7 =OQ8IM !
4.2.2二次曝光法 P*Tx14xe4
iVT GF<
4.2.3时间平均法 Z(_ZAB%+D
`8>Py~
4.3激光全息干涉测量的应用 d[^~'V
C h%m
4.3.1位移和形状检测 w{90`
ADk8{L{UU
4.3.2缺陷检测 VZ](uF BY
@%lBrM
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 |7pR)KH3
(N=5 .7"T
4.4激光散斑干涉测量 XNb ZNaAd
01. &> Duw
4.4.1散斑的概念 g{9+O7q
%8M)2 ?E
4.4.2散斑照相测量 CZt \JW+"
j$Je6zq0x
4.4.3散斑干涉测量 JS>Gd/Jd
+@K09ge
4.4.4电子散斑干涉 dG71*)<)t
8Bq!4uq\5|
4.4.5时域散斑干涉 [j:[
5W@jfh)
4.5散斑干涉测量的应用举例 f5= =";eP
h"[+)q%L
习题与思考4 'EfR|7m
TbF4/T1b
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 $<|l E/_]
PeE/iZ.
5.1激光衍射测量基本原理 1G'`2ATF*
mTEx,
5.1.1单缝衍射测量 d 'Axum@
@M8|(N %
5.1.2圆孔衍射测量 Q 9&kJ%Mo
n%\
/J
5.2莫尔条纹测量 BiZ=${y
^p/Ob'!
5.2.1莫尔条纹的形成原理 ^@_m "^C
/Y2/!mU</
5.2.2莫尔条纹的基本性质 3TZ*RPmFRm
|fY/i]
Ax
5.2.3莫尔条纹测试技术 d@3}U6,
$e BX
5.3衍射光栅干涉测量 s{4 \xAS>
b]JI@=s?
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 W Qc>
D*Q. G8(
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 e% >b+ Sv
x/ :4 {
5.4X射线衍射测量 PSmfiaThwo
@MK"X}3
5.4.1X射线衍射测量原理 = _8Tp~j
A;u" <KG?
5.4.2X射线衍射测量材料应力 " uPy,<l
M#@aB"@J>
习题与思考5 .\qj;20 W
9ElCg"
第6章机器视觉测量 V NtPKtx\
HOp-P8z
6.1摄像机模型 Fv)7c4
9=/N|m8.
6.2图像处理技术 9Of FM9(:
X+ n`qiw q
6.2.1图像滤波 V=:_ d,
NS,5/t
6.2.2图像增强 oz r9>b>M
+/+P\O
6.3结构光视觉测量 S|GWcSg
{hO`6mr&t
6.3.1激光三角法的测量原理 VIR . yh
-6Mm#sX
6.3.2结构光视觉测量系统 G 8Y+w
J:F^
# gW
6.3.3点结构光视觉测量原理 Y#01o&f0n
8S;CFyT\n
6.3.4线结构光视觉测量原理 5H:@ 8,B
7>
Pgc
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 RX2{g^ V7
/M OnNn V
6.4双目立体视觉测量 !=*.$4
HpexH{.u)
6.4.1数学模型 !)Rr]
~
4rU! 4l
6.4.2双目立体视觉的标定方法 kYxS~Kd<
I 2HT2c$
6.5基于相位的视觉测量 WO,xMfK
*,\` o~
6.5.1相移形貌测量 .%0ne:5
$rG< uO
6.5.2立体相位偏折测量 YJ2ro-X
u:` y]
6.6视觉测量的应用举例 \T-~JQVj
u=qPzmywt
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 3#<* k>1G?
M} .b"
ljZ
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 rvwy~hO"
y?N Nz0
习题与思考6 /4joC9\AB
wh~s Z
第7章激光测速与测距 8 HoP( +?
X$wehMBX
7.1多普勒效应与多普勒频移 |j_`z@7(
XSB8z
7.2激光多普勒测速 ?G/ hJ?3
Wtv#h~jy9
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 +|C[-W7Sw
Ud3""C5B
7.2.2激光多普勒测速技术 S>ugRasZ $
{(vOt '
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 IF?xnu
a%~yol0wO7
7.3激光测距 t^@T`2jL
hswTn`f
7.3.1脉冲激光测距 Rk<%r k
P&t;WPZ
7.3.2相位激光测距 WaYO1*=
bx(w :]2
7.4激光测速和测距应用 .u< U:*
2;N@aZX
7.4.1车载激光多普勒测速 i;lE5
*:arva5
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 K ZK,w#9.
)DZTB
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 56s*A*z$
;
vbn>mg5
习题与思考7 b]`^KTYK
zeTsz T)
第8章光纤传感原理与技术 r69WD
.
VBx,iua w
8.1概述 `)tK^ [,<W
_
+KmNfR
8.1.1光纤传感的主要类型 >}F? <JB
yH(V&T v
8.1.2光纤传感的主要特点 D _aR\
!P" ?
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 xzK>Xi?
{mYx
8.2.1光纤的基本结构 kukaim>K
d[U1.SN L
8.2.2平板波导介质中的光波模式 WTu{,Q
? -{IsF^
8.2.3光在光纤中的传输规律 NS 5 4 9S
Y\u_+CG*
8.2.4光纤的传输特性 /'Bdq?!B&
J3\)Jy
8.3光纤传感 4sd-zl$Of
dP3VJ3+
%
8.3.1强度调制型光纤传感 4(iS-8{J
4[H,3}p9H
8.3.2相位调制型光纤传感 -4`sqv ]
2))t*9;h
8.3.3偏振调制型光纤传感 B'/Icg.T
P6E1^$e
8.3.4波长调制型光纤传感 J=L` ]XE
\I
xzdFF#
8.3.5光纤分布式传感 h *w aRD
1Q_ ``.M
习题与思考8 T]X{ @_
s KCGuw(mh
第9章激光雷达三维成像技术 wL'C1Vr
*lY +Yy(
9.1激光雷达三维成像原理 }1\?()rB
9T]va]w?#
9.1.1激光雷达距离方程 : b,o B==%
*e, CDV
9.1.2信噪比 H>Sf[8w)%
,{TQ
~LP
9.1.3可探测距离 >2t
cEz%
KY 8^BjY@
9.1.4横向成像参数 Z
c<]^QR
(mY(\mu}
9.2激光三维成像雷达技术 0c-QI r}m
yx 7loy$[
9.2.1机械扫描激光成像雷达 ]t7ClT)n!
_dY:)%[]
9.2.2面阵成像激光雷达 Cea"qNq=k
NB3/A"}"02
9.2.3固态激光成像雷达 C,R,:zR
<f[9j u
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 78^Y;2 P]W
3lyQn "
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 )e#fj+>x)
^U"
q|[qy
9.4激光三维成像雷达的应用 wbl ${@ 4
h
F Dze
习题与思考9 r \9:<i8
2kC^7ZAwu
第10章光学探针测量 wiK Cr/
_RgxKp/d
10.1微观表面形貌测量 8R
B DJ
^CO#QnB @
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 a{5H33JA
57'q;I
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 V5cb}xx
xqU^I5Z
10.2机械式探针测量 i:\bqK
,7QBJ_-;QJ
10.2.1机械式探针测量基本原理 Bfu/9ad
> _n:_
10.2.2机械式探针测量系统 KPD@b= F
d 4[poi ~
10.3光学焦点探测 (tgEa{rPAP
fYv ;TV>73
10.3.1强度式探测方法 =H
L9Z
1 VPg`+o
10.3.2差动探测方法 qT
5Wa O)
X9p+a,
10.3.3散光方法 $ 0ym_6n
@+[Y0_
10.3.4Foucault方法 e OO!jrT:
@2QJm
10.3.5斜光束方法 IJ+O),'
*G8'Fjin'T
10.3.6共焦方法 ftDVxKDE?S
]v/t8`
10.3.7光学焦点探针的特点 j*zB
{ s
K
R:SIs\%o
10.4干涉型光学探针测量 `#-p,NElV
@WMj^t1D+
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 pb,{$A
h[vAU 9f)
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 2l]C55p)s
$%lHj+(
10.5扫描隧道显微镜 *g}vT8w'}
h #$ _<U
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 H@VBP
Q}Q
y}3
`~a
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 (, ;MC/l
54, Ju'r
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 11n O<WH
(gs`=H*d;
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 0Og/47dO.2
.&aVx]
10.6原子力显微镜 t[L2'J.5
&lO Xi?&"
10.6.1AFM的基本硬件组成 2b{@]Fp
ua6*zop
10.6.2AFM的工作原理 s >[vT?
<v1_F;{n
10.6.3AFM的工作模式 s (l+{b &
q[T_*X3o
10.6.4AFM在力学测量中的应用 $i5G7b
6
d{D3e[p^
10.7扫描近场光学显微镜 P,s)2 s'nZ
{Tjtj@-
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 0
/D5
'Q^G6'(SaK
10.7.2光子扫描隧道显微镜 VLl&>Pbe-
X"]mR7k
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 AZBY, :>D
see'!CjVo2
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 5VY%o8xXa
]lG_rGw
10.8扫描探针显微镜 TLR Lng
~a0d .dU
10.8.1NRC的大范围计量型AFM r( `8A:#d
Bk@_]a
10.8.2PTB研制的大范围SPM EHE6 -^F
d- _93
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 KJ05Zx~uma
tL|L"t_5x
习题与思考10 [{Klv&>_/
MXu+I,y*
参考文献 PhI{3B/
Xj(k(>7V
|