內容大鋼
本書介紹了幾種典型精密激光測量技術的基本原理、關鍵技術、系統組成與工作特性,並將基本測量原理、典型商用儀器、被測對象特性和實際應用環境聯繫起來。本書共6章,包括激光基本原理及典型器件、激光干涉測量技術與系統、激光測距技術與系統、激光光柵測量技術與系統、激光共焦測量技術與系統、激光自准直技術與系統。
本書可作為測控技術及儀器、光電信息科學與工程、光學工程、機電一體化工程等專業本科高年級學生的教材,也可作為儀器科學與技術、機械工程、精密裝備製造等學科和工程領域研究生的教材,還可以作為相關專業科研人員的參考書。
目錄
前言
第1章 激光基本原理及典型器件
1.1 激光的基本原理
1.1.1 黑體輻射普朗克公式
1.1.2 光與物質的共振相互作用
1.1.3 粒子數反轉與光放大
1.1.4 激光介質增益係數與增益曲線
1.1.5 光的自激振蕩和振蕩條件
1.1.6 光學諧振腔與激光模式選擇
1.1.7 基模高斯光束及其特性
1.1.8 激光的基本特性
1.2 常用激光器
1.2.1 激光器的基本結構
1.2.2 酣激光器
1.2.3 氣體激光器
1.2.4 半導體激光器
1.3 典型的激光器件
1.3.1 分光鏡
1.3.2 偏振分光鏡
1.3.3 波片
1.3.4 角錐稜鏡
1.3.5 激光准直鏡
1.3.6 光隔離器
1.3.7 衍射光柵
1.3.8 聲光調製器
1.3.9 電光調製器
第2章 激光干涉測量技術與系統
2.1 激光干涉測量基本原理與系統組成
2.1.1 光波的疊加及干涉現象
2.1.2 激光干涉測量原理
2.1.3 激光干涉測量系統與典型儀器
2.2 激光干涉測量中的關鍵技術
2.2.1 激光穩頻技術
2.2.2 雙頻激光生成技術
2.2.3 干涉信號相位測量技術
2.2.4 空氣折射率測量技術
2.3 激光干涉儀的典型應用
2.3.1 作為獨立測量儀器的典型應用
2.3.2 作為嵌入式測量部件的典型應用
2.4 激光干涉測量系統的測量誤差
2.4.1 激光干涉儀內在的原理誤差
2.4.2 環境因素相關測量誤差
2.4.3 安裝不當引入的測量誤差
2.4.4 典型系統測量誤差綜合分析
2.5 新一代激光干涉測量面臨的挑戰與發展趨勢
第3章 激光測距技術與系統
3.1 脈衝激光測距原理及關鍵技術
3.1.1 脈衝激光測距原理
3.1.2 關鍵技術分析
3.2 相位激光測距原理及關鍵技術
3.2.1 相位激光測距原理
3.2.2 多測尺相位激光測距方法
3.2.3 相位激光測距關鍵技術
3.3 多波長(合成波長)干涉測量
3.3.1 多波長干涉測量原理
3.3.2 多波長干涉測量關鍵技術
3.4 激光調頻、掃頻干涉測距原理及關鍵技術
3.4.1 調頻干涉測量技術
3.4.2 三光束調頻干涉測量技術
3.4.3 半導體正弦調頻連續波測量技術
3.4.4 調頻干涉測量關鍵技術
3.4.5 波長掃描干涉測量技術
3.5 基於飛秒激光頻率梳的絕對距離測量方法
3.5.1 飛秒激光光源技術
3.5.2 頻率梳齒間干涉相位測距法
3.5.3 脈衝飛行時間與互相關干涉聯合測距法
3.5.4 雙光學頻率梳的飛行時間與互相關干涉條紋辨析測距法
3.5.5 頻率梳光譜分辨干涉測距法
3.5.6 飛行時間法、多波長干涉與光譜分辨干涉法組合測量方法
3.5.7 參考光學頻率梳的多波長干涉測距法
第4章 激光光柵測量技術與系統
4.1 黑白光柵測量原理及關鍵技術
4.1.1 光柵測量的基本原理和概念
4.1.2 莫爾條紋的幾何光學原理
4.1.3 莫爾條紋的衍射原理
4.2 基於莫爾條紋的光柵光學系統
4.2.1 單光柵光學系統
4.2.2 雙光柵光學系統
4.2.3 三光柵光學系統
4.3 基於衍射光柵干涉原理的位移測量技術
4.3.1 基於傅里葉光學的光柵衍射特性分析
4.3.2 光柵的多普勒頻移
4.3.3 單衍射光柵位移測量技術
4.3.4 雙平行光柵干涉式測量技術
4.3.5 兩垂直光柵——邁克耳孫式光柵干涉測量技術
4.3.6 可增大垂向測量範圍的光柵自准直技術
4.3.7 雙頻激光光柵干涉測量技術
4.3.8 多自由度測量技術
4.4 光柵測量系統的誤差分析
4.4.1 光柵測量系統的光電轉換與電學細分技術
4.4.2 光柵測量系統主要誤差源
第5章 激光共焦測量技術與系統
5.1 激光共焦測量基本原理
5.1.1 菲涅耳衍射理論
5.1.2 薄透鏡的三維點擴散函數
5.1.3 共焦顯微三維成像技術
5.2 激光共焦測量中的關鍵技術
5.2.1 共焦顯微測量掃描技術
5.2.2 共焦顯微測量分辨力
5.3 共焦顯微測量典型技術
5.3.1 軸向差動共焦顯微測量技術
5.3.2 橫向光瞳濾波共焦顯微測量技術
第6章 激光自准直技術與系統
6.1 激光自准直基本原理
6.1.1 激光自准直理想模型
6.1.2 激光自准直通用模型
6.2 光束的漂移及抑制
6.2.1 光束質量的影響因素
6.2.2 光束漂移形式
6.2.3 光束漂移分離檢測方法
6.3 典型自准直系統的分辨力影響因素
6.3.1 影響分辨力的因素
6.3.2 分辨力提高形式
參考文獻
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