《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。 ?.-wnz
B6As,)RjD:
[attachment=124599] R)( T^V`{
第1章光学测量的基础知识 \*y-g@-{W$
V`d,qn)i
1.1基本概念、基本方法、应用领域及发展趋势 L>&t| T2
K.nHii
1.1.1基本概念 f:,DWw`B
) 0W{]2
1.1.2误差与测量不确定度 4Zddw0|2
{
Fb*&|-n
1.1.3基本构成 "]x'PI 4J
S9D<8j^
1.1.4主要应用范围 YQ)kRhFA
v2\FA(BPn
1.1.5基本方法 Y;Dp3v !
=tn)}Y.<e
1.1.6发展趋势 syj0.JD
o5O#vW2Il&
1.2光学测量中的常用光源 "'.UU$]d
7 \[@ m3s
1.2.1光源选择的基本要求和光源的分类
1;8UC;,
vjCu4+w($Z
1.2.2热光源 Zw9FJ/Zn@
8)3*6+D
1.2.3气体放电光源 " 5!oi]@>(
|\t-g" ~sN
1.2.4固体发光光源 NiK4d{E&
[`[ |l
1.2.5激光光源 "ycJ:Xv49
D&
i94\vVa
1.3光学测量中的常用光学器件 4G 0m\[Du
4Uo&d#o)C-
1.3.1激光准直镜 )
7@ `ut
h0f;F@I
1.3.2分光镜 q5+4S5R*^
D|p9qe5%
1.3.3偏振分光镜 I)[DTCJ~
1{. |+S Z!
1.3.4波片 Y%^w:|f^
n\D&!y[]F
1.3.5角锥棱镜 T!kN)#S
<w9JRpFY
1.3.6衍射光栅 9 YyLf ;
(gU!=F?#m
1.3.7调制器 NB#OCH1/9
g2ixx+`?|:
1.3.8光隔离器 KqJs ?Won
KC6.Fr{
1.4光学测量中的常用光电探测器 wv 1iSfW
9T9!kb
1.4.1常用光电探测器的分类 Lv7(st%`
A,<E\
1.4.2光电探测器的主要特性参数 7U"g3 a)=
W,n!3:7 s
1.4.3常用光电探测器介绍
#A/
p38-l'{#
1.5光学测量系统中的噪声和常用处理电路 "m8^zg hL
6l
x>>J!H
1.5.1光学测量系统中的噪声 &` r-.&Y
"|q& ea rc
1.5.2光学测量系统中的常用处理电路 & h)yro
rJ4S %6w
1.6光学测量中的常用调制方法与技术 v{N`.~,^
*OsQ}onv
1.6.1概述 Y\P8 v
AeM^73t
1.6.2机械调制法 |aS.a&vwR
9;u@q%;!k
1.6.3利用物理光学原理实现的光调制技术 xm~ `7~nFR
ksUcx4;a@F
习题与思考1 k]|~>9eY]
J!(<y(l
第2章光干涉测量 7xlkZF
xLajso1g69
2.1光干涉基础知识 U '_Q>k
Pmx -8w
2.1.1光的干涉条件 v!-pSa)3
4F: \-O
2.1.2干涉条纹的形状 t!l&iVWs
`/+>a8
2.1.3干涉条纹的对比度 a dcE'fA<_
Gb6 'n$g
2.1.4产生干涉的途径 &Z@o Q
a58H9w"u)
2.2波面干涉测量 2l'6.
&r /Mi%
2.2.1概述 eo?bL$A[ s
t =iIY`Md%
2.2.2泰曼格林干涉仪 O0v}4 3J [
q.bSIV|
2.2.3移相干涉仪 9.-S( ZO
0[(8
2.2.4共路干涉仪 !;A\.~-!G
$h"\N$iSq
2.3激光干涉仪 PC8Q"O
Bsvr?|L \
2.3.1迈克尔逊干涉仪 _TZRVa_
JH9J5%sp
2.3.2实用激光干涉仪主要部件的作用原理 Rhs/3O8k
bAqA1y3=
2.3.3实用激光干涉仪的实际构成和常见光路 r l%
Zu [su>\
2.4白光干涉仪 ES7s1O$#
\M^bD4';>
2.5外差式激光干涉仪 03Ycf'W
g3y ~bf
2.5.1概述 CH X #^0m.
9Y9GwL]T
2.5.2双频激光干涉仪 n-;`Cy`k
wP@(?z
2.5.3激光测振仪 N4!O.POP
H1 ./x6Hr
2.6激光自混合干涉测量
=:pJ
5t]H?b8
2.7绝对长度干涉计量 Jn ov<+
m: 2^= l4
2.7.1柯氏绝对光波干涉仪 u6JM]kR
U[MA)41
2.7.2激光无导轨测量 &h/X ku&0
wc4=VC"y
2.8激光干涉测量的重大应用举例 P JH&
g2_"zDiw2
2.8.1激光干涉测量引力波 #*Ctwl,T
;.980+i1
2.8.2光刻机工件台六自由度超精密测量 F JyT+
+mn[5Y} :
习题与思考2 zrb}_
`|q(h Ow2
第3章激光准直与跟踪测量 e9 B064
6i/(5 nQ
3.1概述 5\ nAeP
| Cy E5i0
3.1.1激光准直测量基本原理 XSLFPTDEc
a:w#s}bL
3.1.2激光准直测量系统的组成 ? =Kduef
=Xr.'(U
3.2激光测量直线度原理 @ j/a=4o[
gPPkT"
3.2.1直线度测量概述 | +9&rAg
i/Zd8+.n$
3.2.2激光测量直线度方法 j8sH|{H!Nq
ckCE1e>s
3.2.3直线度测量误差分析 ~t~|"u"P
WpvhTX
3.3激光同时测量多自由度误差 &};zvo~P.
+ Z P7{%
3.3.1滚转角测量 t ?FBG4
K[YyBE id
3.3.2四自由度误差同时测量 ~P-mC@C
,ig/s2ZG6X
3.3.3五自由度误差同时测量 v]Uw Jz3<
CqC`8fD1
3.3.4六自由度误差同时测量 ]`WJOx4
QMm%@z H
3.3.5激光跟踪测量 ;O,jUiQ
%W S+(0*1
习题与思考3 @H8EWTZ
dWBA1p
第4章激光全息与散斑测量 GM< 9p_
B
jPkn[W#
6
4.1全息术及其基本原理 \9EjClf o
>H ,*H;6
4.1.1全息术基本原理 8u]2xB =K
lyhiFkO
iH
4.1.2全息图的类型 >9J:Uo1z
ry tyw77t(
4.1.3全息设备基本构成 MolgwVd
) V9bI( v
4.2激光全息干涉测量 tZo} ;|~'
d0>
zS
4.2.1单次曝光法 #g!.T g'
2X&qE}%k S
4.2.2二次曝光法 |y!A&d=xYn
*VN6cSq
4.2.3时间平均法 q@2siI~W
EoDA]6?Lj
4.3激光全息干涉测量的应用 ?aMOZn?
lu/
( 4ED
4.3.1位移和形状检测 &%Tj/ Qx
yS I !d|_
4.3.2缺陷检测 7 X 4LJf
1h5 Akq
4.3.3测量光学玻璃折射率的不均匀性 ybUaTD@?}b
u]@['7
4.4激光散斑干涉测量 &cTU
sK
kG*~ |ma
4.4.1散斑的概念 )`D:F>p*
R G`1en
4.4.2散斑照相测量 .N(p=9
$ ME)#(
4.4.3散斑干涉测量 a' IdYW0
vvOV2n .WD
4.4.4电子散斑干涉 a[TMDU;(/4
Z/J y'$x
4.4.5时域散斑干涉 &+R?_Ooibk
Aiea\j Bv
4.5散斑干涉测量的应用举例 L/^I*p ,
<of^AKbt
习题与思考4 Y6d@h? ht
I<tm"?q0
第5章激光衍射和莫尔条纹测量 bN@
l?w
lw5`p,`
5.1激光衍射测量基本原理 1-QS~)+
n Fs( ?Rv*
5.1.1单缝衍射测量 g=o4Q<
#^y
;9g2?-svw
5.1.2圆孔衍射测量 >F&47Yn
sp`Dvqx0
5.2莫尔条纹测量 S21,VpW\
~u+9J}
5.2.1莫尔条纹的形成原理 VLN_w$iEq
_<2E"PrT
5.2.2莫尔条纹的基本性质 I++. e e
&jr3B;g!C
5.2.3莫尔条纹测试技术 ~F7gP{r
C"enpc_C/
5.3衍射光栅干涉测量 Mb7 I[5v
&iV s0 R
5.3.1衍射光栅干涉测量原理 HUO j0T
]M'=^32
5.3.2衍射光栅干涉测量系统与技术 M&
CqSd
Z j4Uak
5.4X射线衍射测量 BL58] P84
vVcob }ZH
5.4.1X射线衍射测量原理 H 7
^/q7
uRe'% ?W
5.4.2X射线衍射测量材料应力 k-""_WJ~^
Pr,q*_Yy
习题与思考5 NW)1#]gg%
s(roJbJ_;
第6章机器视觉测量 /|&*QLy
:p6M =
6.1摄像机模型 G 9vpt M
IdxzE_@
6.2图像处理技术 pFz`}?c0
BDZ?Ez \Sg
6.2.1图像滤波 9 JK Ew
ymcLFRu,
6.2.2图像增强 EDs\,f}
_n\GNUA
6.3结构光视觉测量 ?@
$r
9@)O_@=
6.3.1激光三角法的测量原理 vgN&K@hJ
E q+_&Wk
6.3.2结构光视觉测量系统 -RK- Fu<e
_8agtQ:<
6.3.3点结构光视觉测量原理 U|j`e5)
LB?u8>a' I
6.3.4线结构光视觉测量原理 ]:/Q]n^
G;XxBA
6.3.5结构光视觉测量系统的标定方法 ps DetP
iMRwp +$
6.4双目立体视觉测量 `n?DU;,
>~+ELVB&
6.4.1数学模型 % +\. " eC
Yk Qd
6.4.2双目立体视觉的标定方法 s=/v';5J2!
j^2j& Ta
6.5基于相位的视觉测量 =rX>1
yyy|Pw4:Z
6.5.1相移形貌测量 KRK CD4
i8HTzv"J
6.5.2立体相位偏折测量 0}dpK $.
}?v )N).kW
6.6视觉测量的应用举例 I ?.^ho
0NX,QD
6.6.1基于三维视觉检测技术的白车身三维视觉检测系统 _``=cc
cDkf qcC
6.6.2基于机器视觉的焊缝宽度测量方法 D*|Bb?
_ZkI)o
习题与思考6 K8Y=S12Ti
x ` )&J
B
第7章激光测速与测距 OprkR
Jma1N;d
7.1多普勒效应与多普勒频移 [0D .K}7 |
WVvv I9
7.2激光多普勒测速 <dhM\^ [
O463I.XAP
7.2.1激光多普勒测速的基本原理 | (_
R@k&SlL'`
7.2.2激光多普勒测速技术 C8i^P}y
kt$jm)UI~l
7.2.3激光多普勒测速技术的进展 0v$~90)
c=.(!qdH
7.3激光测距 TT3| /zwn
%FI E\9
7.3.1脉冲激光测距 f Iv* T[
0}q uG^%_
7.3.2相位激光测距 xe&i^+i
@/-\k*T
7.4激光测速和测距应用 l8 #EM1g-
3n}?bY8@5_
7.4.1车载激光多普勒测速 (0y~% J
Czu\RXJR
7.4.2空间碎片的激光脉冲测距 [RTs[3E^
#],&>n7'
7.4.3飞秒光梳色散干涉测距 d <JM36j?
xAM W-eF?d
习题与思考7 E\ p L!c
c. F6~IHu7
第8章光纤传感原理与技术 !5uGd`^I
5 5c|O
8.1概述 &m:uO^-D
Z^MNf
8.1.1光纤传感的主要类型 K~ eh P[^
.gOL1`b*
8.1.2光纤传感的主要特点 ysf~|r4s
:y jKL^G>
8.2光在波导介质中传输的基本理论及规律 ]^K 4i)\
ut/=R !(K
8.2.1光纤的基本结构 k-OPU ,
3]3|
8.2.2平板波导介质中的光波模式 ^\&e:Nkh
9ahW IO %
8.2.3光在光纤中的传输规律 ly3\e_z:G
Jcm&RI"{
8.2.4光纤的传输特性 +-CtjhoS
F,)%?<!I
8.3光纤传感 O2dW6bt
t "'7m^j
8.3.1强度调制型光纤传感 |02gup qqi
yT9@!]^L
8.3.2相位调制型光纤传感 7!TueP0Zd
G..aiA
8.3.3偏振调制型光纤传感 s'J:f$flS
x- .?HS[
8.3.4波长调制型光纤传感 _1 !OlQ
*QQzvhk
8.3.5光纤分布式传感 uurh??R
K':;% ~I
习题与思考8 @>>~CZ`l
=\:qo'l
第9章激光雷达三维成像技术 Z+. '>
oij}'|/Jc
9.1激光雷达三维成像原理 q6 `b26
TXvI4"&
9.1.1激光雷达距离方程 Pax|x15
@Y<bwv
9.1.2信噪比 1--C~IjJ+
>!bJslWA
9.1.3可探测距离 h2J/c#Qvh
?8Z0Gqt74
9.1.4横向成像参数 n!xt5=x P{
nWYN Np?h
9.2激光三维成像雷达技术 "PTZ%7YH}
T@&K- UQ
9.2.1机械扫描激光成像雷达 fd<:_f]v
W~9tKT4
9.2.2面阵成像激光雷达 k" PayyAC
yS(fIL V
9.2.3固态激光成像雷达 K<Iv:5-2
,-d 0b0
9.2.4非机械扫描激光成像雷达 q[W
0 N >
^^as'Dk
9.3激光雷达三维成像技术的新发展 5aZ2j26
cacr=iX
9.4激光三维成像雷达的应用 {NFr]LGOp
BB*f4z$Y%
习题与思考9 +&( Mgbna
5l 2 ?
第10章光学探针测量 r6}
|hpJ8
,\
10.1微观表面形貌测量 Za3]d+qm
< [\`qX
10.1.1微观表面形貌测量技术的发展 *|C^=*j9
}v!$dr,j '
10.1.2微观表面三维形貌测量的特点 _'>oXQJ
X#TQ _T"
10.2机械式探针测量 Xr$J9*Jk-
pU%n]]qF
10.2.1机械式探针测量基本原理 MLje4
A1 D^a,
10.2.2机械式探针测量系统 (@<c6WS
Ix!Iw[CNd
10.3光学焦点探测 o9%)D<4M
L> 9V&\
10.3.1强度式探测方法 I E&!YP(U(
y7
3VF b
10.3.2差动探测方法 ;q:zT\ A
Nj
xo TLI
10.3.3散光方法 qx8fRIK%
'y2nN=CN
10.3.4Foucault方法 !GLz)# SBl
r(aL EJ"u?
10.3.5斜光束方法 (-xS?8x$
57zSu3v4Y
10.3.6共焦方法 XY)&}u.
=K{ "{5Wb
10.3.7光学焦点探针的特点 7/ysVWt
Hl/
QnI!
10.4干涉型光学探针测量 f3&[#%
l@ H
10.4.1相移干涉光学探针测量方法 K[Kh&` T
X4AyX. p
10.4.2扫描差分干涉光学探针测量方法 D@|W<i-
i2Y uOV!
10.5扫描隧道显微镜 'EF9Zt 8
(m.ob+D
10.5.1扫描隧道显微镜的基本原理与系统结构 SHbtWq} T
Nq` C.&
10.5.2扫描隧道显微镜的功能 u7[ykyV
#PanfYR
10.5.3扫描隧道显微镜设计的主要考虑因素 h\.zdpR
`m>*d!h=
10.5.4扫描隧道显微镜的新发展与应用 pUq1| )g
/X(t1 +
10.6原子力显微镜 V7[zAq
"@d[h ,TM
10.6.1AFM的基本硬件组成 qT"Q1xU[
Fpa ;^ F
10.6.2AFM的工作原理 j!4et;
a / #PLP
10.6.3AFM的工作模式 }i`PGx
C] 9 p5Hs
10.6.4AFM在力学测量中的应用 =%gRW5R%
->O2I ?
10.7扫描近场光学显微镜 !n$tr
I8<,U!$
10.7.1扫描近场光学显微技术的基本原理 <]4i`6{v
CkD#/
10.7.2光子扫描隧道显微镜 s#DaKPC
H5]^
6
HwX
10.7.3扫描近场光学显微镜的基本结构与系统 }_;!hdY q
*l;B\=KR
10.7.4扫描近场光学显微镜系统的关键技术 '|*?*6q
eDJ fU
10.8扫描探针显微镜 )\be2^p
_ozg_E
10.8.1NRC的大范围计量型AFM x{,q]u /
pT1[<X!<s
10.8.2PTB研制的大范围SPM gV`=jAE_
psC
mbN
10.9探针式测量仪器的测量分辨力和量程 \eb|eN0i
{g~bQ2wDC
习题与思考10 d/|D<Sb [s
S:q3QgU=X
参考文献 C2xL1`
FwY&/\J7V
|