激光在精密计量中的应用PDF电子书下载

第一章 激光基本原理 1

1-1激光的新颖特点 1

一、激光的方向性以及高亮度 1

二、激光的单色性和时间相干性 2

三、激光的空间相干性 5

1-2光和物质的相互作用 7

一、光的自发发射 8

二、光的受激吸收 9

三、光的受激发射 9

四、自发发射、受激吸收和受激发射的关系 10

五、激活介质 12

六、谐振腔的共振作用与激光的形成 14

1-3光谱线的宽度 16

一、光谱线的自然加宽 16

二、光谱线的碰撞加宽 18

三、光谱线的多普勒加宽 19

四、均匀加宽和非均匀加宽 22

1-4光学谐振腔 23

一、光学谐振腔的稳定条件 23

二、激光的纵模和横模 26

三、高斯光束 29

四、高斯光束的变换 33

1-5介质对光的增益作用 38

一、介质的增益系数 38

二、激光形成的阈值条件 40

三、增益饱和 42

四、激光器的频率特性 47

第二章 激光器件和稳频技术 52

2-1氦氖激光器 52

一、氦氖激光器的结构 52

二、氦氖激光器的工作原理 58

三、放电条件对激光输出功率的影响 60

四、氦氖激光谱线之间的竞争效应 63

2-2环形激光器 64

一、基本原理 64

二、四频环形激光 68

2-3稳频技术 70

一、频率的稳定度和再现性 70

二、频率变化的原因和简单的稳频措施 71

三、兰姆下陷法 73

四、饱和吸收法 77

五、塞曼效应法 79

六、干涉腔法 81

第三章 激光干涉计量 83

3-1干涉测长的基本原理 83

一、前言 83

二、激光干涉仪的特点 84

三、激光干涉测长的基本公式及几种典型布局 85

3-2干涉系统主要元件的选择 90

一、高斯光束与光学系统 90

二、分光器 92

三、反射器 94

四、移相器 97

3-3激光干涉在测长中的应用举例 101

一、激光比长仪 101

二、双频激光干涉仪 105

三、激光小角度干涉仪 108

四、激光点光源干涉法 109

3-4空气折射率的测量 113

一、利用经验公式计算空气折射率 113

二、用瑞利干涉仪测量空气折射率 114

三、利用激光干涉仪测量空气折射率 115

四、利用雅满（Jamin）干涉仪测量折射率 116

第四章 激光衍射测量 119

4-1衍射原理 119

一、菲涅耳衍射和夫琅和费衍射 119

二、菲涅耳半波带和波带板 123

三、夫琅和费单缝衍射 127

4-2单缝衍射的应用 130

一、狭缝测量时的形位布置 131

二、各种狭缝形位的计算公式 132

三、应用举例 135

四、测量精度和量程 139

4-3微小直径的测量 140

一、互补定理 140

二、细线直径测量的计算公式 141

三、细线直径测量 141

四、薄带宽度的测量 149

五、微孔孔径的测量 151

4-4激光测径的其他方法 155

一、扫描法 155

二、投影放大法 160

三、能量比较法 161

四、向后散射干涉法 162

五、向前散射干涉法 166

第五章 激光全息干涉计量 170

5-1全息照相的基本原理 170

一、以平面波作参考波 171

二、以球面波作参考波 174

三、用复杂波前的光波作参考波 178

5-2体积全息图 178

一、体积全息图与平面全息图的区别 178

二、体积全息图的记录 179

三、体积全息图的再现 181

5-3全息照相的实验技术 183

一、全息照相对光源的要求 183

二、全息照相系统 183

三、全息照相的记录介质 184

5-4全息干涉计量 185

一、实时法 185

二、二次暴光法 187

三、时间平均法 189

四、全息干涉等高轮廓线的产生 189

5-5全息干涉计量应用举例 190

一、内孔精密测量 190

二、表面光洁度测量 193

三、用全息照相测量发动机活塞的热变形 194

四、用全息法检验光学玻璃的均匀性 197

五、全息干涉测量机床走刀架的倾斜 198

5-6激光斑点干涉计量 199

一、利用斑点干涉测量表面光洁度 199

二、用激光散射测量圆柱内孔质量 200

第六章 激光准直测量 202

6-1激光准直原理 202

6-2激光准直仪的几个组成部分 204

一、准直仪用的激光器 204

二、光学系统 206

三、光电探测器及运算电路 208

6-3准直光束的折射和抖动 210

一、光束折射 210

二、光束的抖动 211

6-4激光准直测量的应用举例 211

一、不直度的测量 212

二、不同轴度的测量 212

三、用激光准直系统制导镗直孔 213

四、多自由度的准直 214