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目录 1

第一章 干涉测试技术 1

编著：卓永模审：缪家鼎、董大年绪言 1

§1-1光干涉的基础知识 2

一、波动方程及基本量 2

二、相干振动 3

三、光干涉的实际条件 4

四、光源的相干性 5

五、干涉仪常用的光源及激光光源 9

六、干涉条纹的间隔和形状 10

§1-2双光束干涉测试 11

一、泰曼-格林干涉仪测试 11

二、典型的双光束干涉图及其分析 11

三、任意波前的干涉图分析 15

四、共路干涉仪测试 16

五、横向剪切干涉仪测试 25

一、双通道干涉仪 33

§1-3多通道干涉仪测试 33

二、多通道干涉仪 36

§1-4条纹扫描干涉测试 37

一、条纹扫描的测量原理 38

二、条纹扫描干涉系统 40

三、绝对校正 44

四、电子计算机及其外部设备 45

§1-5实时横向剪切干涉仪 47

一、工作原理 47

二、干涉仪的光学系统 48

三、干涉仪的电子系统 48

四、被测件的对准 50

五、仪器测量精度的考虑 50

§1-6激光干涉仪测量长度 50

一、激光干涉测长的工作原理 51

二、激光干涉测长的应用 52

一、双频激光外差干涉仪 56

§1-7激光外差干涉测试 56

二、双频激光干涉仪的其它应用 57

三、激光外差测量振动 59

本章参考文献 60

第二章 光全息技术 61

编著：杨国光审：董大年、董太和 61

§2-1全息原理及全息图特性 61

一、概述 61

二、全息原理 61

三、全息图的数学描述 62

四、全息图的类型 65

五、全息图的特性 67

六、全息图的分辨率与衍射效率 83

§2-2全息测试技术 85

一、全息干涉技术 85

二、全息等高线技术 89

三、全息相关技术 94

一、缺陷检测 99

§2-3全息技术的应用 99

二、尺寸和形状检测 104

三、三维测量 107

四、振动的测量与分析 111

五、粒子与流场分布测定 112

六、其他应用 114

§2-4计算全息技术 120

一、概述 120

二、计算全息原理 120

三、制作步骤 124

四、应用前景 125

§2-5全息实用技术 125

一、基本设备 125

二、精密工作台 126

三、激光器 126

四、光学系统 127

六、曝光及暗室处理 129

五、全息底片 129

本章参考文献 130

第三章 散斑技术 131

编著：龙槐生审：缪家鼎、董大年 131

§3-1散斑及其性质 131

一、散斑的形成 131

二、散斑的大小 131

三、散斑的光强分布 132

§3-2平移、转动及应变对散斑的影响 134

一、基本关系式 134

二、物体应变对散斑的影响 138

§3-3散斑计量技术 140

一、概述 140

二、聚焦散斑照相法 141

三、离焦散斑照相法 149

四、不用透镜的散斑法——客观散斑法 154

五、散斑干涉术 156

六、散斑剪切干涉术 164

七、白光散斑技术 169

八、测量物体位移与变形的几种方法小结 170

§3-4散斑的应用 171

一、用散斑测量振动 171

二、测量透明物质的一些性质 177

三、电子散斑干涉计量（ESPI） 177

四、其他方面的应用 184

§3-5实用方面的一些考虑 187

一、感光材料 187

二、照明光源 187

三、物体 187

四、照相物镜 187

本章参考文献 188

一、概述 189

§4-1条纹形成原理 189

二、条纹的形成 189

第四章 莫尔条纹技术 189

编著：曹向群审：董太和，缪家鼎 189

三、莫尔条纹信号的特点 191

§4-2光栅读数头 193

一、读数头的分类和组成 193

二、分光读数头 193

三、直接接收式读数头 194

四、镜象式读数头 195

一、照明系统 196

五、反射式读数头 196

§4-3读数头元件的特点和参数选择 196

二、光栅付系统 199

三、光电转换 204

四、计数概述 206

§4-4莫尔技术的应用 208

一、引言 208

二、数字式测长系统 209

三、扫描式粗光栅系统 209

四、伺服跟踪系统 211

五、角度测量仪系统 215

六、三坐标测量机的数显系统 219

§4-5莫尔等高线技术 220

一、概述 220

二、照射型原理 220

三、投影型原理 223

四、莫尔条纹等高线的实用技术 224

五、应用举例 225

本章参考文献 228

第五章 光衍射技术 230

编著：杨国光审：缪家鼎、董太和 230

§5-1激光衍射计量原理 230

一、概述 230

二、计量原理 230

三、基本公式 231

四、技术特点 233

§5-2激光衍射计量技术 234

一、基本方案及其分析 234

二、间隙计量法 236

三、反射衍射法 239

四、分离间隙法 240

五、互补测定法 241

六、爱里圆测定法 243

七、测量精度与最大量程 244

八、实际的激光衍射测量系统 246

§5-3实际的应用 249

一、间隙或间隙变化的测量 249

二、位移与间隙的远距测量 251

三、表面缺陷的自动检测 251

四、细丝及薄带尺寸的测量 254

五、角度的精密测量 257

六、全场测量 258

本章参考文献 260

一、计量原理 261

§6-2激光扫描计量技术 261

§6-1概述 261

编著：杨国光审：缪家鼎、董大年 261

第六章 光扫描技术 261

二、f-θ扫描物镜 263

三、光学系统的匹配 265

四、球面镜扫描系统 268

五、应用 272

§6-3位相调制扫描技术 277

一、光调制扫描法 277

二、外差扫描法 279

§6-4光扫描定位技术 280

一、光电显微镜技术 280

二、激光扫描定位装置 282

§6-5表面特征检测的扫描技术 283

一、反射光检测法 283

二、散射光检测法 284

三、扫描频谱分析法 286

§6-6光扫描技术的其他应用 288

一、三维扫描技术 289

二、激光退火扫描技术 290

三、激光打印技术 291

四、无定向激光扫描 293

本章参考文献 294

第七章 光导纤维技术 295

编著：张仲先审：董大年、董太和 295

§7-1概述 295

一、光纤的结构和种类 296

§7-2光纤传光原理及传输特性 296

二、光纤的传输模式 297

三、光纤的传输损耗 301

四、光纤的色散 301

§7-3光学纤维传感器工作原理 302

一、分类 302

二、工作原理 302

§7-4光纤传感器的应用 306

一、功能型光纤传感器的应用 306

二、非功能型光纤传感器的应用 318

§7-5光纤实用技术 329

一、光纤的选择 329

二、光纤的处理方法 330

三、光纤中的光耦合 330

四、光纤的分光与合光器 335

本章参考文献 335

二、多普勒频移 336

一、概述 336

§8-1激光多普勒效应 336

编著：张仲先审：董太和、缪家鼎 336

第八章 激光多普勒技术 336

三、差动多普勒技术 338

§8-2激光多普勒测速技术 339

一、激光多普勒测速的特点 339

二、激光多普勒测速原理 340

三、激光多普勒测速仪的基本光路 341

一、方向判别和外差技术 346

§8-3流速方向判别和多维测量 346

二、多维激光多普勒测量技术 352

§8-4激光多普勒信号处理系统 355

一、激光多普勤信号的特点 355

二、频谱分析法 356

三、频率跟踪法 357

四、计数型信号处理法 358

五、滤波器组分析法 359

六、光子计数相关法 360

七、扫描干涉法 361

八、信号处理技术的选择 362

§8-5激光多普勒技术的应用 362

一、管道内水流的测量 363

二、激光测量二相流 363

三、血液流动的研究 364

四、激光多普勒显微镜和生物体研究 364

五、湍流的研究 365

七、转子动叶栅内部气流速度的测量 366

六、丙烷气火焰流速的测量 366

八、大气风速测量 367

九、超音速风洞中激光测速？？ 367

十、固体表面速度的测量 367

十一、振动的测量 368

本章参考文献 369

第九章 激光光谱技术 371

编著：张浚生、林中审：董太和、缪家鼎 371

§9-1激光光谱学和激光光谱技术 371

§9-2可调谐激光器 371

一、可调谐染料激光器 371

二、可调谐半导体激光器 377

§9-3激光喇曼光谱技术 378

一、基本原理 378

二、激光喇曼分光计 381

三、新实验技术 389

四、共振喇曼光谱技术 398

五、相干反斯托克斯喇曼光谱技术 399

§9-4激光荧光光谱分析 403

一、基本原理及发展 403

二、检测激光原子荧光的装置 404

§9-5激光原子吸收光谱分析 409

一、分析的原理 409

二、激光原子吸收光谱分析的特点及其装置 409

§9-6激光微区光谱分析 411

一、原理及特点 411

二、激光微区分析的典型装置 412

§9-7其他实用激光光谱技术和应用 417

一、大气污染监测 417

二、激光光声光谱技术 418

三、超短光脉冲光谱技术 420

四、光电流光谱技术 421

本章参考文献 423

§10-1概述 425

编著：杨国光审：董大年、董太和 425

第十章 信息与图象检测技术 425

§10-2象传感检测技术 426

一、原理 426

二、应用 427

§10-3图象扫描检测技术 430

一、基本型式 430

二、测试上的应用 432

二、取样法 435

一、概况 435

§10-4光信息处理检测技术 435

三、滤波法 439

四、相关测量法 445

§10-5数字图象检测技术 449

一、概述 449

二、数字图象处理基础 451

三、应用实例 465

本章参考文献 481