光學(xué)技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程

第一章 信號(hào)與系統(tǒng)
1.1 緒論
一、 信號(hào)
二、 系統(tǒng)
1.2 信號(hào)
一、 連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)
二、 周期信號(hào)和非周期信號(hào)
三、 確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)
四、 能量信號(hào)和功率信號(hào)
五、 實(shí)信號(hào)和復(fù)信號(hào)
六、 一維信號(hào)和多維信號(hào)
1.3 信號(hào)的基本運(yùn)算
一、 加法
二、 乘法
三、 翻褶
四、 位移
五、 尺度變換
六、 微分和積分
1.4 典型信號(hào)
一、 典型連續(xù)時(shí)間信號(hào)
二、 典型離散時(shí)間信號(hào)
1.5 系統(tǒng)的描述及特性
一、 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
二、 系統(tǒng)的框圖描述
三、 線性時(shí)不變系統(tǒng)
四、 因果系統(tǒng)和穩(wěn)定系統(tǒng)
1.6 連續(xù)信號(hào)的MATLAB描述與運(yùn)算
一、常用連續(xù)信號(hào)的MATLAB表示
二、連續(xù)信號(hào)的基本運(yùn)算
本章小結(jié)
習(xí)題一
第二章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析方法
2.1 用時(shí)域經(jīng)典法求解微分方程
2.2 從時(shí)域求解起始點(diǎn)的跳變問題
2.3 零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)
2.4 沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)
一、沖激響應(yīng)
二、階躍響應(yīng)
三、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的關(guān)系
2.5 卷積積分
一、卷積的定義
二、卷積的計(jì)算
三、卷積的性質(zhì)
2.6 利用卷積求解LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
2.7 LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域仿真
本章小結(jié)
習(xí)題二
第三章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法
3.1 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)
一、三角形式的傅里葉級(jí)數(shù)
二、指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)
3.2 周期信號(hào)的頻譜
一、周期信號(hào)頻譜的定義
二、典型周期信號(hào)的頻譜
三、周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)
3.3 非周期信號(hào)的頻譜
一、非周期信號(hào)頻譜的定義
二、典型非周期信號(hào)的頻譜
三、非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)
3.4 傅里葉變換的性質(zhì)
3.5 周期信號(hào)的傅里葉變換
一、正余弦信號(hào)的傅里葉變換
二、一般周期信號(hào)的傅里葉變換
三、傅里葉目錄
1光學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)(1)
1.1光學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和特點(diǎn)(7)
1.1.1光學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容(7)
1.1.2光學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)(2)
1.2光學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)方法(3)
1.3光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器(4)
1.3.1助視儀器(4)
1.3.2常用實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造與調(diào)節(jié)(7)
1.4光學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用光源(16)
1.4.1熱輻射光源(16)
1.4.2氣體放電光源(17)
1.4.3激光光源(17)
1.5光學(xué)儀器的正確使用與維護(hù)(18)
2幾何光學(xué)(20)
2.1光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器的結(jié)構(gòu)與調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)(20)
2.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?20)
2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器(20)
2.1.3實(shí)驗(yàn)原理(20)
2.1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(22)
2.1.5思考題(22)
2.2薄透鏡的成像特點(diǎn)、焦距測(cè)定實(shí)驗(yàn)(24)
2.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?24)
2.2.2實(shí)驗(yàn)儀器(24)
2.2.3實(shí)驗(yàn)原理(24)
2.2.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(25)
2.2.5思考題(26)
2.3平行光管的調(diào)校、透鏡焦距測(cè)量實(shí)驗(yàn)(27)
2.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?27)
2.3.2實(shí)驗(yàn)儀器(27)
2.3.3實(shí)驗(yàn)原理(28)
2.3.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(28)
2.3.5注意事項(xiàng)(29)
2.4最小偏向角法測(cè)量折射率實(shí)驗(yàn)(30)
2.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?30)
2.4.2實(shí)驗(yàn)儀器(30)
2.4.3實(shí)驗(yàn)原理(30)
2.4.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(31)
2.4.5注意事項(xiàng)(33)
2.5阿貝折光儀測(cè)折射率實(shí)驗(yàn)(34)
2.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?34)
2.5.2實(shí)驗(yàn)儀器(34)
2.5.3實(shí)驗(yàn)原理(36)
2.5.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(36)
2.6比較測(cè)角儀測(cè)量平面光學(xué)零件不平行度實(shí)驗(yàn)(38)
2.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?38)
2.6.2實(shí)驗(yàn)儀器(38)
2.6.3實(shí)驗(yàn)原理(38)
2.6.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(40)
光學(xué)技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程目錄3物理光學(xué)(41)
3.1菲涅爾雙面鏡干涉及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(41)
3.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?41)
3.1.2實(shí)驗(yàn)儀器(41)
3.1.3實(shí)驗(yàn)原理(42)
3.1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(42)
3.1.5思考題(43)
3.2菲涅爾雙棱鏡干涉及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(44)
3.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?44)
3.2.2實(shí)驗(yàn)儀器(44)
3.2.3實(shí)驗(yàn)原理與裝置(44)
3.2.4實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)記錄(45)
3.2.5注意事項(xiàng)(45)
3.2.6思考題(45)
3.3邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用實(shí)驗(yàn)(47)
3.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?47)
3.3.2實(shí)驗(yàn)儀器(47)
3.3.3實(shí)驗(yàn)原理(47)
3.3.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和記錄(49)
3.3.5注意事項(xiàng)(52)
3.3.6思考題(52)
3.4法布里珀羅（FP）干涉儀使用實(shí)驗(yàn)(53)
3.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?53)
3.4.2實(shí)驗(yàn)儀器和結(jié)構(gòu)(53)
3.4.3實(shí)驗(yàn)原理(53)
3.4.4內(nèi)容與步驟(55)
3.4.5思考題(55)
3.5激光平面干涉儀應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(56)
3.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?56)
3.5.2實(shí)驗(yàn)儀器與裝置(56)
3.5.3測(cè)量原理(57)
3.5.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(58)
3.5.5實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)記錄(58)
3.5.6思考題(59)
3.6衍射法測(cè)量細(xì)絲直徑實(shí)驗(yàn)(60)
3.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?60)
3.6.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備(60)
3.6.3實(shí)驗(yàn)原理(60)
3.6.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(61)
3.6.5注意事項(xiàng)(62)
3.7衍射光柵的分光特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)(63)
3.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?63)
3.7.2實(shí)驗(yàn)儀器與裝置(63)
3.7.3實(shí)驗(yàn)原理(63)
3.7.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(64)
3.7.5注意事項(xiàng)(66)
3.7.6思考題(66)
3.8偏振光的產(chǎn)生及檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(68)
3.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?68)
3.8.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備(68)
3.8.3實(shí)驗(yàn)原理(68)
3.8.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(69)
3.8.5注意事項(xiàng)(69)
3.8.6思考題(70)
3.9用WGD5型組合式多功能光柵光譜儀研究光譜實(shí)驗(yàn)(71)
3.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?71)
3.9.2實(shí)驗(yàn)儀器(71)
3.9.3實(shí)驗(yàn)原理(71)
3.9.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(72)
3.9.5思考題(72)
3.10用偏光顯微鏡研究偏振光干涉及單軸晶體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(74)
3.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?74)
3.10.2實(shí)驗(yàn)儀器和裝置(74)
3.10.3實(shí)驗(yàn)原理(74)
3.10.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(77)
3.10.5思考題(78)
4光學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)(79)
4.1精密位移量的激光干涉測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)(79)
4.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?79)
4.1.2實(shí)驗(yàn)儀器(79)
4.1.3實(shí)驗(yàn)原理(79)
4.1.4實(shí)驗(yàn)光路(81)
4.1.5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(81)
4.1.6實(shí)驗(yàn)記錄(其中λ=632.8 nm)(82)
4.1.7思考題(82)
4.2縫寬或間隙的衍射測(cè)量實(shí)驗(yàn)(84)
4.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?84)
4.2.2實(shí)驗(yàn)儀器(84)
4.2.3實(shí)驗(yàn)原理(84)
4.2.4實(shí)驗(yàn)光路(85)
4.2.5實(shí)驗(yàn)步驟(85)
4.2.6實(shí)驗(yàn)表格(86)
4.3微孔直徑的衍射測(cè)量實(shí)驗(yàn)(88)
4.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?88)
4.3.2實(shí)驗(yàn)儀器(88)
4.3.3實(shí)驗(yàn)原理(88)
4.3.4實(shí)驗(yàn)光路(89)
4.3.5實(shí)驗(yàn)步驟(89)
4.3.6實(shí)驗(yàn)記錄（其中f=180 mm，λ=632.8 nm）(89)
5光學(xué)元件及檢測(cè)系統(tǒng)(90)
5.1光學(xué)元件基本幾何參數(shù)實(shí)驗(yàn)(90)
5.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?90)
5.1.2實(shí)驗(yàn)儀器(90)
5.1.3實(shí)驗(yàn)原理(90)
5.1.4實(shí)驗(yàn)步驟(92)
5.1.5思考題(93)
5.2光學(xué)透鏡焦距檢測(cè)實(shí)驗(yàn)(94)
5.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?94)
5.2.2實(shí)驗(yàn)儀器(94)
5.2.3實(shí)驗(yàn)原理(94)
5.2.4實(shí)驗(yàn)步驟(95)
5.3光學(xué)元件中心偏差測(cè)量實(shí)驗(yàn)(96)
5.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?96)
5.3.2實(shí)驗(yàn)儀器(96)
5.3.3實(shí)驗(yàn)原理(96)
5.3.4實(shí)驗(yàn)步驟(97)
5.4光學(xué)元件不平行度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)(99)
5.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?99)
5.4.2實(shí)驗(yàn)儀器(99)
5.4.3實(shí)驗(yàn)原理(99)
5.4.4實(shí)驗(yàn)步驟(100)
5.4.5注意事項(xiàng)(101)
6光學(xué)元件成像特性及參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)(102)
6.1普通鏡頭參數(shù)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(102)
6.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?102)
6.1.2實(shí)驗(yàn)儀器(102)
6.1.3實(shí)驗(yàn)原理(102)
6.1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(106)
6.2連續(xù)空間頻率傳遞函數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)(107)
6.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?107)
6.2.2實(shí)驗(yàn)儀器(107)
6.2.3基本原理(107)
6.2.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(109)
6.3軸上像差檢測(cè)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)(112)
6.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?112)
6.3.2實(shí)驗(yàn)儀器(112)
6.3.3實(shí)驗(yàn)原理(112)
6.3.4實(shí)驗(yàn)步驟(115)
6.4光學(xué)元件膜層特性檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(117)
6.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?117)
6.4.2實(shí)驗(yàn)儀器(117)
6.4.3實(shí)驗(yàn)原理(117)
6.4.4實(shí)驗(yàn)步驟(118)
6.5光學(xué)元件基本物理光學(xué)特性檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)——相位延遲測(cè)量(119)
6.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?119)
6.5.2實(shí)驗(yàn)儀器(119)
6.5.3實(shí)驗(yàn)原理(119)
6.5.4實(shí)驗(yàn)步驟(123)
參考文獻(xiàn)(126)系數(shù)和傅里葉變換
3.6 從頻域分析LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)
一、頻率響應(yīng)
二、無失真?zhèn)鬏?br />三、理想低通濾波器的響應(yīng)
3.7 抽樣定理
一、抽樣的基本概念
二、時(shí)域抽樣定理
三、頻域抽樣定理
3.8 連續(xù)信號(hào)頻域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)
一、周期信號(hào)傅立葉級(jí)數(shù)的MATLAB仿真
二、非周期信號(hào)傅立葉變換的MATLAB仿真
本章小結(jié)
習(xí)題三

4.1 拉普拉斯變換
一、拉普拉斯變換的定義
二、拉普拉斯變換的收斂域
三、典型信號(hào)的拉普拉斯變換
4.2 拉普拉斯變換的基本性質(zhì)
4.3 拉普拉斯逆變換
4.4 從S域分析LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)
一、從S域求解微分方程
二、系統(tǒng)函數(shù)
三、系統(tǒng)的S域框圖
四、電路的S域模型
4.5 連續(xù)LTI系統(tǒng)復(fù)頻域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)
本章小結(jié)
習(xí)題四
第五章 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析方法
5.1 LTI離散系統(tǒng)的響應(yīng)
一、差分方程的求解
二、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)
5.2 單位序列響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)
5.3 卷積和
一、卷積和的定義
二、卷積和的計(jì)算
三、卷積和的性質(zhì)
5.4 利用卷積和求解LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
5.5 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的MATLAB分析
本章小結(jié)
習(xí)題五
第六章 離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析方法
6.1 Z變換
一、Z變換的定義
二、Z的收斂域
三、典型信號(hào)的Z變換
6.2 Z變換的基本性質(zhì)
6.3 逆Z變換
6.4 從Z域分析LTI離散時(shí)間系統(tǒng)
一、從Z域求解差分方程
二、系統(tǒng)函數(shù)
三、系統(tǒng)的Z域框圖
6.5 LTI離散系統(tǒng)Z域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)
本章小結(jié)
習(xí)題四
第七章 系統(tǒng)函數(shù)
7.1 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性
一、系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)與極點(diǎn)
二、系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng)
三、系統(tǒng)函數(shù)與頻域響應(yīng)
7.2 系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性
7.3 信號(hào)流圖
一、信號(hào)流圖
二、梅森公式
7.4 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
一、直接實(shí)現(xiàn)
二、級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)
三、并聯(lián)型結(jié)構(gòu)
7.5系統(tǒng)函數(shù)的MATLAB仿真
本章小結(jié)
習(xí)題七
第八章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
8.1 狀態(tài)變量與狀態(tài)方程
8.2 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8.3 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
8.4 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8.5 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
8.6 狀態(tài)矢量的線性變換
本章小結(jié)
習(xí)題八
附錄一 常用周期信號(hào)的傅里葉系數(shù)表
附錄二 常用信號(hào)的傅里葉變換表
附錄三 拉普拉斯變換表
附錄四 序列的Z變換表
習(xí)題答案