介紹以激光作光源(有時也涉及一些非激光源)的各種測量技術的原理。開頭5章,介紹激光的特性、光和物質相互作用、光束整形和傳導、光的探測等必備的基礎知識。之后9章,每章介紹一種原理的激光測量原理,每種原理(方法)又都給出了多個應用的例子。這些原理是:激光干涉、激光全息、激光散斑、相干層析、激光三角、激光多普勒、激光共焦、激光光譜,以及激光誘導熒光。
通過本書讀者可以學習整個光學測量領域的知識。一旦需要解決某一測量問題時,可以站在整個領域上找思路。需要工程細節時,可去閱讀更專門的書籍或文章。此書適合科學家、工程師閱讀,非常適合作為博士、碩士研究生,本科生的教材或參考書。
第1章導論/1
1.1光學計量與激光測量技術/1
1.2示意圖/3
第2章激光輻射的特性/4
2.1光作為電磁波/4
2.2光束參數/6
2.3衍射/11
2.4相干性/17
2.5激光輻射與熱光源的比較/21
2.6高斯光束/23
2.7具體激光系統的光束參數/29
2.8激光輻射的危害/30
第3章光輻射與物質相互作用/36
3.1光的粒子性/36
3.2反射與折射/37
3.3吸收/45
3.4光散射/49
3.5倍頻/51
3.6光學多普勒效應/53
第4章光束整形和傳導/55
4.1用于光束調制的光學元件/56
4.2高斯光束的傳播/71
4.3光纖/79
激光測量技術:原理與應用
目錄
第5章電磁輻射探測/87
5.1熱探測器/87
5.2光電探測器/98
5.3半導體探測器/105
5.4空間分辨探測器/111
5.5探測器信號的測量/123
5.6總結與比較/126
第6章激光干涉測量/131
6.1干涉測量基本原理/132
6.2基于激光干涉儀的距離測量/135
6.3泰曼格林(TwymanGreen)干涉儀/145
第7章全息干涉/150
7.1全息原理/150
7.2全息干涉測量原理/157
7.3解釋與評價/160
7.4數字全息/165
7.5全息干涉裝置與應用實例/169
第8章散斑計量學/178
8.1散斑的形成/178
8.2散斑攝影術/180
8.3散斑干涉術/186
8.4應用實例/199
第9章光學相干斷層成像/207
9.1原理/207
9.2OCT傳感器/216
9.3應用例子/220
第10章激光三角法/225
10.1原理/226
10.2激光三角測量中的影響因素/230
10.3用于輪廓測量的三角測量傳感器/246
10.4應用實例/249
第11章激光多普勒法/256
11.1多普勒效應/256
11.2激光測振儀/258
11.3激光多普勒風速儀/268
第12章共聚焦測量系統/281
12.1共聚焦顯微鏡/282
12.2輪廓儀/289
12.3光盤掃描系統/290
第13章激光光譜學/298
13.1激光材料分析/299
13.2激光雷達:LIDAR/316
13.3相干反斯托克斯拉曼光譜技術:CARS/327
第14章激光誘導熒光/346
14.1原理/347
14.2熒光光譜學/349
14.3熒光標記/351
14.4熒光相關光譜/351
14.5熒光偏振光譜/353
14.6時間分辨熒光分析/355
14.7應用實例/356
附錄A/367
A.1干涉可見度/367
A.2黑體輻射與激光輻射的光譜輻射度的比較/373
A.3式(9.23)的推導過程/375
A.4式(9.26)的推導過程/377
A.5式(9.28)的推導過程/377
A.6縮寫詞/379
A.7符號標記與列表/381
中英文術語對照/388
介紹以激光作光源的各種測量技術