介绍以激光作光源(有时也涉及一些非激光源)的各种测量技术的原理。开头5章,介绍激光的特性、光和物质相互作用、光束整形和传导、光的探测等必备的基础知识。之后9章,每章介绍一种原理的激光测量原理,每种原理(方法)又都给出了多个应用的例子。这些原理是:激光干涉、激光全息、激光散斑、相干层析、激光三角、激光多普勒、激光共焦、激光光谱,以及激光诱导荧光。
通过本书读者可以学习整个光学测量领域的知识。一旦需要解决某一测量问题时,可以站在整个领域上找思路。需要工程细节时,可去阅读更专门的书籍或文章。此书适合科学家、工程师阅读,非常适合作为博士、硕士研究生,本科生的教材或参考书。
第1章导论/1
1.1光学计量与激光测量技术/1
1.2示意图/3
第2章激光辐射的特性/4
2.1光作为电磁波/4
2.2光束参数/6
2.3衍射/11
2.4相干性/17
2.5激光辐射与热光源的比较/21
2.6高斯光束/23
2.7具体激光系统的光束参数/29
2.8激光辐射的危害/30
第3章光辐射与物质相互作用/36
3.1光的粒子性/36
3.2反射与折射/37
3.3吸收/45
3.4光散射/49
3.5倍频/51
3.6光学多普勒效应/53
第4章光束整形和传导/55
4.1用于光束调制的光学元件/56
4.2高斯光束的传播/71
4.3光纤/79
激光测量技术:原理与应用
目录
第5章电磁辐射探测/87
5.1热探测器/87
5.2光电探测器/98
5.3半导体探测器/105
5.4空间分辨探测器/111
5.5探测器信号的测量/123
5.6总结与比较/126
第6章激光干涉测量/131
6.1干涉测量基本原理/132
6.2基于激光干涉仪的距离测量/135
6.3泰曼格林(TwymanGreen)干涉仪/145
第7章全息干涉/150
7.1全息原理/150
7.2全息干涉测量原理/157
7.3解释与评价/160
7.4数字全息/165
7.5全息干涉装置与应用实例/169
第8章散斑计量学/178
8.1散斑的形成/178
8.2散斑摄影术/180
8.3散斑干涉术/186
8.4应用实例/199
第9章光学相干断层成像/207
9.1原理/207
9.2OCT传感器/216
9.3应用例子/220
第10章激光三角法/225
10.1原理/226
10.2激光三角测量中的影响因素/230
10.3用于轮廓测量的三角测量传感器/246
10.4应用实例/249
第11章激光多普勒法/256
11.1多普勒效应/256
11.2激光测振仪/258
11.3激光多普勒风速仪/268
第12章共聚焦测量系统/281
12.1共聚焦显微镜/282
12.2轮廓仪/289
12.3光盘扫描系统/290
第13章激光光谱学/298
13.1激光材料分析/299
13.2激光雷达:LIDAR/316
13.3相干反斯托克斯拉曼光谱技术:CARS/327
第14章激光诱导荧光/346
14.1原理/347
14.2荧光光谱学/349
14.3荧光标记/351
14.4荧光相关光谱/351
14.5荧光偏振光谱/353
14.6时间分辨荧光分析/355
14.7应用实例/356
附录A/367
A.1干涉可见度/367
A.2黑体辐射与激光辐射的光谱辐射度的比较/373
A.3式(9.23)的推导过程/375
A.4式(9.26)的推导过程/377
A.5式(9.28)的推导过程/377
A.6缩写词/379
A.7符号标记与列表/381
中英文术语对照/388
介绍以激光作光源的各种测量技术