光學(xué)測量原理、技術(shù)與應(yīng)用

第1章光學(xué)測量的基礎(chǔ)知識(shí)

1.1基本概念、基本方法、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢

1.1.1基本概念

1.1.2誤差與測量不確定度

1.1.3基本構(gòu)成

1.1.4主要應(yīng)用范圍

1.1.5基本方法

1.1.6發(fā)展趨勢

1.2光學(xué)測量中的常用光源

1.2.1光源選擇的基本要求和光源的分類

1.2.2熱光源

1.2.3氣體放電光源

1.2.4固體發(fā)光光源

1.2.5激光光源

1.3光學(xué)測量中的常用光學(xué)器件

1.3.1激光準(zhǔn)直鏡

1.3.2分光鏡

1.3.3偏振分光鏡

1.3.4波片

1.3.5角錐棱鏡

1.3.6衍射光柵

1.3.7調(diào)制器

1.3.8光隔離器

1.4光學(xué)測量中的常用光電探測器

1.4.1常用光電探測器的分類

1.4.2光電探測器的主要特性參數(shù)

1.4.3常用光電探測器介紹

1.5光學(xué)測量系統(tǒng)中的噪聲和常用處理電路

1.5.1光學(xué)測量系統(tǒng)中的噪聲

1.5.2光學(xué)測量系統(tǒng)中的常用處理電路

1.6光學(xué)測量中的常用調(diào)制方法與技術(shù)

1.6.1概述

1.6.2機(jī)械調(diào)制法

1.6.3利用物理光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)的光調(diào)制技術(shù)

習(xí)題與思考1

第2章光干涉測量

2.1光干涉基礎(chǔ)知識(shí)

2.1.1光的干涉條件

2.1.2干涉條紋的形狀

2.1.3干涉條紋的對(duì)比度

2.1.4產(chǎn)生干涉的途徑

2.2波面干涉測量

2.2.1概述

2.2.2泰曼格林干涉儀

2.2.3移相干涉儀

2.2.4共路干涉儀

2.3激光干涉儀

2.3.1邁克爾遜干涉儀

2.3.2實(shí)用激光干涉儀主要部件的作用原理

2.3.3實(shí)用激光干涉儀的實(shí)際構(gòu)成和常見光路

2.4白光干涉儀

2.5外差式激光干涉儀

2.5.1概述

2.5.2雙頻激光干涉儀

2.5.3激光測振儀

2.6激光自混合干涉測量

2.7絕對(duì)長度干涉計(jì)量

2.7.1柯氏絕對(duì)光波干涉儀

2.7.2激光無導(dǎo)軌測量

2.8激光干涉測量的重大應(yīng)用舉例

2.8.1激光干涉測量引力波

2.8.2光刻機(jī)工件臺(tái)六自由度超精密測量

習(xí)題與思考2

第3章激光準(zhǔn)直與跟蹤測量

3.1概述

3.1.1激光準(zhǔn)直測量基本原理

3.1.2激光準(zhǔn)直測量系統(tǒng)的組成

3.2激光測量直線度原理

3.2.1直線度測量概述

3.2.2激光測量直線度方法

3.2.3直線度測量誤差分析

3.3激光同時(shí)測量多自由度誤差

3.3.1滾轉(zhuǎn)角測量

3.3.2四自由度誤差同時(shí)測量

3.3.3五自由度誤差同時(shí)測量

3.3.4六自由度誤差同時(shí)測量

3.3.5激光跟蹤測量

習(xí)題與思考3

第4章激光全息與散斑測量

4.1全息術(shù)及其基本原理

4.1.1全息術(shù)基本原理

4.1.2全息圖的類型

4.1.3全息設(shè)備基本構(gòu)成

4.2激光全息干涉測量

4.2.1單次曝光法

4.2.2二次曝光法

4.2.3時(shí)間平均法

4.3激光全息干涉測量的應(yīng)用

4.3.1位移和形狀檢測

4.3.2缺陷檢測

4.3.3測量光學(xué)玻璃折射率的不均勻性

4.4激光散斑干涉測量

4.4.1散斑的概念

4.4.2散斑照相測量

4.4.3散斑干涉測量

4.4.4電子散斑干涉

4.4.5時(shí)域散斑干涉

4.5散斑干涉測量的應(yīng)用舉例

習(xí)題與思考4

第5章激光衍射和莫爾條紋測量

5.1激光衍射測量基本原理

5.1.1單縫衍射測量

5.1.2圓孔衍射測量

5.2莫爾條紋測量

5.2.1莫爾條紋的形成原理

5.2.2莫爾條紋的基本性質(zhì)

5.2.3莫爾條紋測試技術(shù)

5.3衍射光柵干涉測量

5.3.1衍射光柵干涉測量原理

5.3.2衍射光柵干涉測量系統(tǒng)與技術(shù)

5.4X射線衍射測量

5.4.1X射線衍射測量原理

5.4.2X射線衍射測量材料應(yīng)力

習(xí)題與思考5

第6章機(jī)器視覺測量

6.1攝像機(jī)模型

6.2圖像處理技術(shù)

6.2.1圖像濾波

6.2.2圖像增強(qiáng)

6.3結(jié)構(gòu)光視覺測量

6.3.1激光三角法的測量原理

6.3.2結(jié)構(gòu)光視覺測量系統(tǒng)

6.3.3點(diǎn)結(jié)構(gòu)光視覺測量原理

6.3.4線結(jié)構(gòu)光視覺測量原理

6.3.5結(jié)構(gòu)光視覺測量系統(tǒng)的標(biāo)定方法

6.4雙目立體視覺測量

6.4.1數(shù)學(xué)模型

6.4.2雙目立體視覺的標(biāo)定方法

6.5基于相位的視覺測量

6.5.1相移形貌測量

6.5.2立體相位偏折測量

6.6視覺測量的應(yīng)用舉例

6.6.1基于三維視覺檢測技術(shù)的白車身三維視覺檢測系統(tǒng)

6.6.2基于機(jī)器視覺的焊縫寬度測量方法

習(xí)題與思考6

第7章激光測速與測距

7.1多普勒效應(yīng)與多普勒頻移

7.2激光多普勒測速

7.2.1激光多普勒測速的基本原理

7.2.2激光多普勒測速技術(shù)

7.2.3激光多普勒測速技術(shù)的進(jìn)展

7.3激光測距

7.3.1脈沖激光測距

7.3.2相位激光測距

7.4激光測速和測距應(yīng)用

7.4.1車載激光多普勒測速

7.4.2空間碎片的激光脈沖測距

7.4.3飛秒光梳色散干涉測距

習(xí)題與思考7

第8章光纖傳感原理與技術(shù)

8.1概述

8.1.1光纖傳感的主要類型

8.1.2光纖傳感的主要特點(diǎn)

8.2光在波導(dǎo)介質(zhì)中傳輸?shù)幕纠碚摷耙?guī)律

8.2.1光纖的基本結(jié)構(gòu)

8.2.2平板波導(dǎo)介質(zhì)中的光波模式

8.2.3光在光纖中的傳輸規(guī)律

8.2.4光纖的傳輸特性

8.3光纖傳感

8.3.1強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感

8.3.2相位調(diào)制型光纖傳感

8.3.3偏振調(diào)制型光纖傳感

8.3.4波長調(diào)制型光纖傳感

8.3.5光纖分布式傳感

習(xí)題與思考8

第9章激光雷達(dá)三維成像技術(shù)

9.1激光雷達(dá)三維成像原理

9.1.1激光雷達(dá)距離方程

9.1.2信噪比

9.1.3可探測距離

9.1.4橫向成像參數(shù)

9.2激光三維成像雷達(dá)技術(shù)

9.2.1機(jī)械掃描激光成像雷達(dá)

9.2.2面陣成像激光雷達(dá)

9.2.3固態(tài)激光成像雷達(dá)

9.2.4非機(jī)械掃描激光成像雷達(dá)

9.3激光雷達(dá)三維成像技術(shù)的新發(fā)展

9.4激光三維成像雷達(dá)的應(yīng)用

習(xí)題與思考9

第10章光學(xué)探針測量

10.1微觀表面形貌測量

10.1.1微觀表面形貌測量技術(shù)的發(fā)展

10.1.2微觀表面三維形貌測量的特點(diǎn)

10.2機(jī)械式探針測量

10.2.1機(jī)械式探針測量基本原理

10.2.2機(jī)械式探針測量系統(tǒng)

10.3光學(xué)焦點(diǎn)探測

10.3.1強(qiáng)度式探測方法

10.3.2差動(dòng)探測方法

10.3.3散光方法

10.3.4Foucault方法

10.3.5斜光束方法

10.3.6共焦方法

10.3.7光學(xué)焦點(diǎn)探針的特點(diǎn)

10.4干涉型光學(xué)探針測量

10.4.1相移干涉光學(xué)探針測量方法

10.4.2掃描差分干涉光學(xué)探針測量方法

10.5掃描隧道顯微鏡

10.5.1掃描隧道顯微鏡的基本原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

10.5.2掃描隧道顯微鏡的功能

10.5.3掃描隧道顯微鏡設(shè)計(jì)的主要考慮因素

10.5.4掃描隧道顯微鏡的新發(fā)展與應(yīng)用

10.6原子力顯微鏡

10.6.1AFM的基本硬件組成

10.6.2AFM的工作原理

10.6.3AFM的工作模式

10.6.4AFM在力學(xué)測量中的應(yīng)用

10.7掃描近場光學(xué)顯微鏡

10.7.1掃描近場光學(xué)顯微技術(shù)的基本原理

10.7.2光子掃描隧道顯微鏡

10.7.3掃描近場光學(xué)顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)

10.7.4掃描近場光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

10.8掃描探針顯微鏡

10.8.1NRC的大范圍計(jì)量型AFM

10.8.2PTB研制的大范圍SPM

10.9探針式測量儀器的測量分辨力和量程

習(xí)題與思考10

參考文獻(xiàn)