本書以光學測量方法與技術為中心,全面地介紹了光學測量所涉及的基本理率、測量原理、方法以及技術特點,既注重基本概念和基本原理的講述,又注重將理論與應用緊密結(jié)合,并突出近年來光學測量技術上的最新科研成果以及相關領域發(fā)展態(tài)勢。全書共分7章,第1章介紹了光學測量涉及的基本知識,第2章~第4章分別介紹了干涉測量技術、激光全息測量與散斑測量技術以及激光衍射測量和莫爾條紋技術; 第5章講述了宏觀三維形狀測量技術和微觀三維形貌測量技術; 第6章介紹了激光多普勒測速與激光測距技術; 第7章介紹了光纖傳感技術。本書可作為高等院校光信息科學與技術、光學工程、儀器儀表、機械電子工程、自動化等專業(yè)本科學生的教學用書,也可供從事相關專業(yè)的科研技術人員學習參考。
光學測量技術給精密測試領域注入了新的活力,它將光學技術與現(xiàn)代電子技術相結(jié)合,具有非接觸、自動化程度高、測量精度高、速度快、信息容量大、效率高等突出特點,已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)學或空間科學等領域,并展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。
本書以光學測量方法與技術為中心,全面地介紹了光學測量所涉及的基本理論、測量原理、方法以及技術特點等,內(nèi)容豐富。既注重基本概念和基本原理的講述,又注重將理論與應用緊密結(jié)合,并突出近年來光學測量技術上的最新科研成果以及相關領域發(fā)展態(tài)勢,具有較高的使用及參考價值。
全書共分7章,第1章從光學測量涉及的基本概念入手,講述光學測量的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、光學測量方法的分類以及測量系統(tǒng)的基本構成; 第2章至第4章分別介紹了光干涉測量技術、激光全息測量與散斑測量技術以及激光衍射測量和莫爾條紋技術; 第5章講述了宏觀三維形狀測量技術和微觀三維形貌測量技術; 第6章介紹了激光多普勒測速與測距技術; 第7章介紹了光纖傳感技術。本書可作為高等院校光信息科學與技術、光學工程、儀器儀表、機械電子工程、自動化等專業(yè)本科學生的教學用書,也可供從事相關專業(yè)的科研技術人員學習閱讀。
本書由北京交通大學馮其波教授主編,由吳重慶教授擔任主審。第1、2章由馮其波編寫; 第3、4章由張斌編寫; 第5章宏觀三維形狀測量技術部分由邵雙運編寫,微觀三維形貌測量技術部分由謝芳編寫; 第6章激光多普勒測速技術由高瞻編寫,激光測距技術部分由邵雙運編寫; 第7章由謝芳編寫。翟玉生博士為本書的編寫付出了辛勤的勞動,在此表示感謝。同時感謝清華大學出版社的熱情幫助及辛勤的編輯出版工作。本書在編寫過程中,參閱了大量的國內(nèi)外文獻,這些文獻的研究成果,使本書內(nèi)容更加豐富,在此向有關作者表示感謝。
第1章光學測量的基礎知識
1.1基本概念、基本方法、應用領域及發(fā)展趨勢
1.1.1基本概念
1.1.2基本構成
1.1.3主要應用范圍
1.1.4基本方法
1.1.5發(fā)展趨勢
1.2光學測量中的常用光源
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光學測量中的常用光電探測器
1.3.1常用光電探測器的分類
1.3.2光電探測器的主要特性參數(shù)
1.3.3常用光電探測器的介紹
1.4光學測量系統(tǒng)中的噪聲和常見處理電路
1.4.1光學測量系統(tǒng)中的噪聲
1.4.2光學測量系統(tǒng)中的常用電路
1.5光學測量中常用調(diào)制方法與技術
1.5.1概述
1.5.2機械調(diào)制法
1.5.3利用物理光學原理實現(xiàn)的光調(diào)制技術
本章參考文獻
第2章光干涉技術
2.1光干涉的基礎知識
2.1.1光的干涉條件
2.1.2干涉條紋的形狀
2.1.3干涉條紋的對比度
2.1.4產(chǎn)生干涉的途徑
2.2干涉光學測量技術
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實用激光干涉儀主要構件的作用原理
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絕對長度干涉計量
2.6.1柯氏絕對光波干涉儀
2.6.2激光無導軌測量
2.6.3激光跟蹤測量
2.7激光多自由度同時測量技術
2.7.1概述
2.7.2直線度測量
2.7.3偏擺角和俯仰角度的測量
2.7.4滾轉(zhuǎn)角測量
2.7.5多自由度同時測量
本章參考文獻
第3章激光全息測量與散斑測量技術
3.1全息術及其基本原理
3.1.1全息術基本原理
3.1.2全息圖的類型
3.1.3全息基本設備
3.2激光全息干涉測量技術
3.2.1全息干涉測量方法
3.2.2激光全息干涉測量技術的應用
3.3激光散斑干涉測量
3.3.1散斑的概念
3.3.2散斑照相測量原理及應用
3.3.3散斑干涉測量原理及應用
3.3.4電子散斑干涉測量(ESPI)
本章參考文獻
第4章激光衍射測量和莫爾條紋技術
4.1激光衍射測量基本原理
4.1.1單縫衍射測量
4.1.2圓孔衍射測量
4.1.3光柵衍射測量
4.2莫爾條紋測試技術
4.2.1莫爾條紋的形成原理
4.2.2莫爾條紋的基本性質(zhì)
4.2.3莫爾條紋測試技術
本章參考文獻
第5章光學三維測量技術
5.1物體宏觀三維形狀測量技術概述
5.1.1接觸式測量
5.1.2非接觸式測量法
5.1.3主動宏觀三維形狀測量技術
5.2激光三角法測量物體三維形狀
5.2.1激光三角法的測量原理
5.2.2激光線光三維形狀測量技術
5.2.3激光同步掃描三維形狀測量技術
5.3基于光柵投射的三維形狀測量技術
5.3.1光柵投射法測量三維形狀的基本原理
5.3.2相位測量技術
5.4光學三維形狀測量技術的應用
5.5微觀表面三維形貌測量技術概述
5.5.1微觀表面形貌測量技術的發(fā)展
5.5.2表面形貌二維評定參數(shù)
5.5.3微觀表面三維形貌測量的特點
5.6微觀表面三維形貌的機械式探針測量技術
5.7微觀表面三維形貌的光學式探針測量技術
5.7.1焦點探測方法
5.7.2干涉測量技術
5.7.3微觀表面三維形貌測量儀器的測量分辨率和量程
本章參考文獻
第6章激光測速與測距技術
6.1多普勒效應與多普勒頻移
6.2激光多普勒測速技術
6.2.1激光多普勒測速的基本原理
6.2.2激光多普勒測速技術
6.2.3激光多普勒測速技術的進展
6.3激光測距技術
6.3.1脈沖激光測距
6.3.2相位激光測距
本章參考文獻
第7章光纖傳感技術
7.1光傳輸?shù)幕纠碚?br />
7.1.1反射和折射
7.1.2全反射
7.1.3光的干涉
7.1.4光波導
7.2光纖傳感技術
7.2.1強度調(diào)制型光纖傳感技術
7.2.2相位調(diào)制型光纖傳感技術
7.2.3偏振調(diào)制型光纖傳感技術
7.2.4波長調(diào)制型光纖傳感技術
7.2.5光纖分布式傳感技術
本章參考文獻