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目录1

前章　光学测试技术综述1

编著：杨国光1

§0-1　领域与特点1

一、研究领域1

二、技术特色2

§0-2　技术现状3

§0-3　方法的选择4

§0-4　技术发展的方向6

本章参考文献8

第一章　光干涉技术9

编著：卓永模9

§1-1　光干涉的基础知识9

一、相干光场的性质9

二、两个相干波的叠加10

三、部分相干理论13

四、干涉仪常用的光源及激光光源19

五、干涉条纹的间隔和形状20

二、典型的双光束干涉图及其分析22

§1-2　近代干涉测试技术22

一、泰曼—格林干涉仪测试22

三、任意波前的干涉图分析26

四、共路干涉仪测试26

§1-3　多通道干涉仪测试55

一、双通道干涉仪55

二、多通道干涉仪58

§1-4　波面位相的实时检测技术60

一、条纹扫描波面位相实时检测61

二、共路错位扫描干涉仪67

三、实时横向错位干涉仪71

四、外差干涉位相检测74

五、锁相干涉技术76

六、双波长条纹扫描干涉仪78

七、空间调制的波面位相检测81

§1-5　长度（间隔、高度、振幅）的激光干涉83

一、激光干涉测长的工作原理及特点83

二、激光干涉测长应解决的几个问题85

三、激光干涉测长的应用99

§1-6　激光外差干涉测长与测振118

一、双频激光外差干涉仪119

二、双频激光外差干涉的应用121

三、条纹小数重合法原理133

四、红外双线氦氖激光绝对干涉测长系统136

本章参考文献140

§2-1　全息原理及全息图特性142

二、全息原理142

一、概述142

编著：杨国光142

第二章　光全息技术142

三、全息图的数学描述143

四、全息图的类型146

五、全息图的特性148

六、全息图的分辨率与衍射效率163

§2-2　全息测试技术165

一、全息干涉技术165

二、全息等高线技术169

三、全息相关技术173

一、缺陷检测178

§2-3　全息技术的应用178

二、尺寸和形状检测183

三、三维测量186

四、振动的测量与分析190

五、粒子与流场分布测定190

六、其他应用193

§2-4　计算全息技术199

一、概述199

二、计算全息原理199

四、应用前景202

三、制作步骤202

§2-5　全息实用技术204

一、基本设备204

二、精密工作台205

三、激光器205

四、光学系统205

五、全息底片207

六、曝光及暗室处理207

本章参考文献208

二、散斑的大小210

一、散斑的形成210

第三章　散斑技术210

§3-1　散斑及其性质210

编著：龙槐生210

三、散斑的光强分布211

§3-2　平移、转动及应变对散斑的影响213

一、基本关系式213

二、物体应变对散斑的影响217

§3-3　散斑计量技术219

一、概述219

二、聚焦散斑照相法220

三、离焦散斑照相法227

四、不用透镜的散斑法——客观散斑法232

五、散斑干涉术235

六、散斑剪切干涉术242

七、白光散斑技术246

八、测量物体位移与变形的几种方法小结247

§3-4　散斑的应用248

一、用散斑测量振动248

二、测量透明物质的一些性质253

三、电子散斑干涉计量（ESPI）254

四、其他方面的应用259

§3-5　实用方面的一些考虑262

一、感光材料262

二、照明光源263

三、物体263

四、照相物镜263

本章参考文献264

一、概述265

二、序数方程原理265

编著：曹向群265

§4-1　条纹形成原理265

第四章　莫尔条纹技术265

三、衍射干涉原理266

四、频谱分析原理268

§4-2　光栅读数头272

一、莫尔条纹信号的特点272

二、光栅读数头组成274

三、分光读数头274

四、直接接收式读数头275

五、镜像式读数头276

六、反射式读数头277

§4-3　光栅系统参数选择277

一、照明系统277

二、准直透镜279

三、光栅技术指标280

四、光电转换285

五、计数概述286

二、光电轴角编码器288

§4-4　莫尔技术的位置检测288

一、引言288

三、线性编码器292

四、扫描式粗光栅系统294

五、精密定位系统294

§4-5　莫尔技术的形状检测298

一、莫尔偏折术原理298

二、应变测试原理302

三、莫尔轮廓测定原理305

四、莫尔轮廓图形应用技巧309

一、傅里叶变换轮廓法311

§4-6　变形光栅莫尔轮廓法311

二、空间相位检测法315

三、编码光栅调制法317

本章参考文献319

§5-1　激光衍射计量原理321

一、概述321

二、计量原理321

编著：杨国光321

第五章　光衍射技术321

三、基本公式322

四、技术特点324

§5-2　激光衍射计量技术325

一、基本方案及其分析325

二、间隙计量法327

三、反射衍射法330

四、分离间隙法330

五、互补测定法332

六、爱里圆测定法333

七、测量精度与最大量程334

八、实际的激光衍射测量系统336

§5-3　实际的应用340

一、间隙或间隙变化的测量340

二、位移与间隙的远距测量341

三、表面缺陷的自动检测341

四、细丝及薄带尺寸的测量345

五、角度的精密测量347

六、全场测量349

本章参考文献350

七、波前测量350

第六章　光扫描技术352

编著：杨国光352

§6-1　概述352

§6-2　激光扫描计量技术352

一、计量原理352

二、f—θ扫描物镜354

三、光学系统的匹配356

四、球面镜扫描系统358

六、应用362

五、扫描器件362

§6-3　位相调制扫描技术367

一、光调制扫描法367

二、外差扫描法369

§6-4　光扫描定位技术371

一、光电显微镜技术371

二、激光扫描定位装置373

§6-5　表面特征检测的扫描技术373

二、散射光检测法374

一、反射光检测法374

三、扫描频谱分析法376

§6-6　光扫描技术的其他应用379

一、三维扫描技术379

二、激光退火扫描技术381

三、激光打印技术382

四、无定向激光扫描383

五、检查芯片的激光扫描384

本章参考文献385

§7-1　概述387

编著：张仲先387

第七章　光纤传感技术387

§7-2　光纤传光原理及传输特性388

一、光纤的结构和种类388

二、光纤的传输模式389

三、光纤的传输损耗392

四、光纤的色散393

§7-3　光纤传感器工作原理394

一、分类394

二、工作原理394

一、功能型光纤传感器的应用398

§7-4　光纤传感器的应用398

二、非功能型光纤传感器的应用410

§7-5　国内外光纤传感器研究动向420

§7-6　光纤实用技术423

一、光纤的选择423

二、光纤的处理方法424

三、光纤中的光耦合424

四、光纤的分光与合光器428

本章参考文献429

二、多普勒频移430

一、概述430

第八章　激光多普勒技术430

§8-1　激光多普勒效应430

编著：张仲先430

三、差动多普勒技术432

§8-2　激光多普勒测速技术433

一、激光多普勒测速的特点433

二、激光多普勒测速原理434

三、激光多普勒测速仪的基本光路434

一、方向判别和外差技术440

§8-3　流速方向判别和多维测量440

二、多维激光多普勒测量技术446

§8-4　激光多普勒信号处理系统449

一、激光多普勒信号的特点449

二、频谱分析法449

三、频率跟踪法450

四、计数型信号处理法452

五、滤波器组分析法453

六、光子计数相关法454

七、扫描干涉法455

§8-5　激光多普勒技术的应用456

八、信号处理技术的选择456

一、管道内水流的测量457

二、激光测量二相流457

三、血液流动的研究459

四、激光多普勒显微镜和生物体研究459

五、湍流的研究459

六、丙烷气火焰流速的测量459

七、转子动叶栅内部气流速度的测量460

八、大气风速测量461

九、超音速风洞中激光测速462

十、固体表面速度的测量462

十一、振动的测量462

本章参考文献464

§9-1　激光光谱学和激光光谱技术465

§9-2　可调谐激光器465

一、可调谐染料激光器465

编著：张浚生、林中465

第九章　激光光谱技术465

二、可调谐半导体激光器472

§9-3　激光喇曼光谱技术472

一、基本原理472

二、激光喇曼分光计475

三、新实验技术483

四、共振喇曼光谱技术492

五、相干反斯托克斯喇曼光谱技术（CARS）493

一、基本原理及发展497

§9-4　激光荧光光谱分析497

二、检测激光原子荧光的装置498

§9-5　激光原子吸收光谱分析503

一、分析的原理503

二、激光原子吸收光谱分析的特点及其装置504

§9-6　激光微区光谱分析505

一、原理及特点505

二、激光微区分析的典型装置506

§9-7　其他实用激光光谱技术和应用510

一、大气污染监测510

二、激光光声光谱技术512

三、超短光脉冲光谱技术513

四、光电流光谱技术514

本章参考文献516

第十章　光信息与图像检测技术518

编著：杨国光518

§10-1　概述518

§10-2　像传感检测技术519

一、原理519

二、应用520

一、基本型式523

§10-3　图像扫描检测技术523

二、测试上的应用524

§10-4　光信息处理检测技术529

一、概况529

二、取样法530

三、滤波法533

四、相关测量法539

§10-5　数字图像检测技术543

一、概述543

二、数字图像处理基础545

三、应用实例558

本章参考文献574

第十一章　光学纳米测量技术575

编著：包正康575

§11-1　引言575

§11-2　纳米测量系统577

一、概述577

二、纳米传感技术578

三、扫描测试系统579

§11-3　扫描隧道显微镜（STM）580

一、AFM的工作原理584

§11-4　原子力显微镜（AFM）584

二、AFM微悬臂弯曲的检测方式585

§11-5　激光力显微镜（LFM）587

§11-6　光子扫描隧道显微镜（PSTM）589

§11-7　扫描近场光学显微镜（SNOM）590

§11-8　扫描探针显微镜592

§11-9　纳米测量的几个问题594

一、纳米计量的技术组成595

本章参考文献597