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第1章 绪论 1

1.1 光学计量测试的研究范畴与发展历程 1

1.2 光学计量测试技术的发展趋势 2

1.3 计量学主要名词术语 4

第2章 光辐射计量与测试 6

2.1 光辐射计量的基本物理量 6

2.2 实现光辐射绝对测量的主要途径 7

2.2.1 黑体辐射源 7

2.2.2 低温辐射计 11

2.2.3 硅光电二极管自校准技术 16

2.2.4 双光子相关技术 17

2.2.5 同步辐射源 20

2.3 光辐射标准 22

2.3.1 光谱辐亮度和辐照度标准 22

2.3.2 中温黑体辐射源标准装置 28

2.3.3 面源黑体校准 32

2.3.4 低温黑体校准 39

2.3.5 以同步辐射源为基础的紫外辐射标准 40

2.4 红外热像仪参数计量测试 43

2.4.1 红外热像仪概述 43

2.4.2 红外热像仪评价参数 44

2.4.3 红外热像仪参数测量装置 46

2.4.4 红外热像仪调制传递函数测量 48

2.4.5 红外热像仪噪声等效温差测量 49

2.4.6 红外热像仪最小可分辨温差测量 51

2.4.7 红外热像仪最小可探测温差测量 53

2.4.8 红外热像仪信号传递函数测量 54

2.4.9 红外热像仪参数测量装置的溯源与校准 55

2.5 材料发射率测量 60

2.5.1 材料发射率测量概述 60

2.5.2 半球积分发射率测量 61

2.5.3 法向光谱发射率测量 63

2.6 红外目标模拟器校准 65

2.6.1 红外目标模拟器校准概述 66

2.6.2 红外目标模拟器校准装置 66

2.6.3 红外目标模拟器校准数学模型 67

2.6.4 红外目标模拟器校准方法 69

2.7 红外光谱辐射计校准 73

2.7.1 红外光谱辐射计概述 73

2.7.2 红外光谱辐射计校准方法 76

2.7.3 红外光谱辐射计校准过程 78

2.8 瞬态光辐射源参数测量与校准 81

2.8.1 瞬态光及其评价参数 81

2.8.2 瞬态光谱测量 82

2.8.3 瞬态有效光强测量 84

2.8.4 瞬态光辐射参数校准 85

2.9 光度计量与测试 86

2.9.1 光度学基本概念 87

2.9.2 光度学基准 89

2.9.3 光度计量标准 90

2.9.4 光度学测量仪器 94

第3章 激光参数计量与测试 99

3.1 激光计量参数 99

3.2 激光参数计量基准 100

3.2.1 激光功率基准 100

3.2.2 激光能量基准 102

3.3 激光参数计量标准 104

3.3.1 激光功率标准 104

3.3.2 激光能量标准 106

3.3.3 脉冲激光峰值功率标准 109

3.3.4 激光平均功率和能量标准装置 111

3.4 激光参数测量技术 112

3.4.1 激光功率能量测试技术 112

3.4.2 高能激光功率与能量测量技术 117

3.4.3 绝对式测量法中影响因素分析 120

3.4.4 激光空域特性测量技术 131

3.4.5 强激光空域特性测量技术 135

3.4.6 激光时域特性测试 138

3.4.7 激光损伤阈值测试 142

3.5 激光测距机参数校准 143

3.5.1 激光测距机概述 143

3.5.2 最大测程校准 145

3.5.3 最小测程校准 149

3.5.4 测距准确度校准 149

第4章 光辐射探测器参数计量与测试 151

4.1 光辐射探测器概述 151

4.2 光辐射探测器性能的主要表征量 151

4.2.1 描述探测器灵敏度特性的主要表征量 152

4.2.2 描述探测器探测弱信号能力的主要表征量 153

4.2.3 其他表征量 154

4.3 光辐射探测器光谱响应度测量 155

4.3.1 相对光谱响应度测量 155

4.3.2 绝对光谱响应度测量 158

4.4 探测器面响应度均匀性测量 158

4.4.1 探测器面响应度均匀性的定义 158

4.4.2 探测器面响应度均匀性的测量原理及装置 159

4.5 光辐射探测器响应度直线性测量 160

4.5.1 双孔法测量 160

4.5.2 多光源法测量 161

4.6 光辐射探测器时间特性与温度特性测量 162

4.6.1 时间特性测量 162

4.6.2 温度特性测量 162

4.7 红外探测器参数测量 163

4.7.1 黑体响应率测量 163

4.7.2 噪声测量 165

4.7.3 探测率测量 166

4.7.4 噪声等效功率测量 166

4.7.5 频率响应测量 166

4.7.6 红外探测器参数测量装置的校准 167

4.8 红外焦平面阵列参数测量 167

4.8.1 特性参数及相关量的定义 168

4.8.2 响应率、噪声、探测率和有效像元率等参数测量 170

4.8.3 噪声等效温差测试 175

4.8.4 动态范围测试 176

4.8.5 相对光谱响应测试 177

4.8.6 串音测试 178

第5章 光学材料参数计量与测试 180

5.1 光学材料折射率和色散系数计量测试 180

5.1.1 光学材料折射率和色散系数测量方法 180

5.1.2 光学材料折射率计量标准 187

5.2 光学材料折射率温度系数测量 188

5.2.1 光学玻璃折射率温度系数测量 188

5.2.2 红外材料折射率温度系数测量 190

5.3 光学材料应力双折射计量测试 192

5.3.1 简易偏光仪法 192

5.3.2 单1/4波片法 194

5.3.3 数字移相全场测量法 195

5.3.4 光学材料应力双折射计量标准 196

5.4 光学材料传输特性测量 198

5.4.1 透射比测量 199

5.4.2 光谱反射比测量 200

5.4.3 光吸收系数测量 202

5.4.4 光学材料散射系数测量 203

5.5 光学材料均匀性测量 204

5.5.1 平行光管测试方法 204

5.5.2 干涉测量方法 205

5.6 光学材料其他参数测量 206

5.6.1 光学材料消光比测量 207

5.6.2 光学材料线膨胀系数测量 207

5.6.3 光学材料条纹度测量 208

5.6.4 光学玻璃气泡度检测 208

5.6.5 材料非线性光学性能测试 209

5.6.6 椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率 211

第6章 成像光学计量与测试 215

6.1 成像光学系统像质评价 215

6.1.1 像质评价基本概念 215

6.1.2 光学传递函数基本概念 221

6.1.3 光学传递函数基本测量方法 230

6.1.4 光学傅里叶分析法传递函数测量装置 231

6.1.5 光电傅里叶分析法传递函数测量装置 233

6.1.6 数字傅里叶分析法 238

6.1.7 光学传递函数测量装置的检定 239

6.1.8 光学传递函数标准装置 244

6.1.9 离散采样系统光学传递函数测量 246

6.2 光学元件波像差测量 248

6.2.1 光的干涉基础 248

6.2.2 光学元件波像差标准装置 250

6.2.3 红外光学零件表面面形及光学系统波像差测量 254

6.3 光学系统和元件主要参数测量 257

6.3.1 焦距测量 257

6.3.2 相对孔径测量 258

6.3.3 视场测量 259

6.3.4 透过率测量 260

6.3.5 杂光系数测量 261

第7章 微小光学计量与测试 267

7.1 集成光学计量与测试 263

7.1.1 集成光学概述 263

7.1.2 集成光波导参数测量 264

7.1.3 铌酸锂集成光学器件参数测量 268

7.2 梯度折射率光学计量与测试 272

7.2.1 梯度折射率光学概述 272

7.2.2 自聚焦透镜折射率分布测量 272

7.2.3 自聚焦透镜数值孔径测量 276

7.2.4 自聚焦透镜焦距测量 277

7.2.5 自聚焦透镜聚焦光斑测量 278

7.3 光导纤维参数测量 279

7.3.1 纤维光学概述 279

7.3.2 光纤元件数值孔径的测量 280

7.3.3 光纤元件透射比测量 281

7.3.4 光纤元件刀口响应测量 282

7.3.5 光导纤维损耗测量 283

7.3.6 光纤色散测量 285

7.3.7 单模光纤截止波长测量 286

7.4 偏振保持光纤参数测量 288

7.4.1 偏振保持光纤概述 288

7.4.2 保偏光纤偏振串音测量 289

7.4.3 保偏光纤拍长测量 290

7.5 单模光纤偏振模色散测量 292

7.5.1 偏振模色散的产生 292

7.5.2 偏振模色散测量方法 293

第8章 微光夜视参数计量与测试 296

8.1 微光夜视技术概述 296

8.2 微光像增强器参数测量 296

8.2.1 光阴极光灵敏度和辐射灵敏度测量 297

8.2.2 亮度增益测量 298

8.2.3 等效背景照度测量 299

8.2.4 输出信噪比测量 300

8.2.5 调制传递函数测量 302

8.2.6 分辨力测量 303

8.2.7 放大率测量 309

8.2.8 畸变测量 310

8.3 微光夜视仪参数测量 310

8.3.1 微光夜视仪视场测量 311

8.3.2 微光夜视仪视放大率测量 313

8.3.3 微光夜视仪相对畸变测量 314

8.3.4 微光夜视仪分辨力测量 315

8.3.5 微光夜视仪的亮度增益测量 317

8.4 微光夜视镜参数测量 318

8.4.1 微光夜视镜视场测量 318

8.4.2 微光夜视镜放大率测量 318

8.4.3 微光夜视镜畸变测量 319

8.4.4 微光夜视镜分辨力测量 319

8.4.5 微光夜视镜亮度增益测量 320

8.4.6 微光夜视镜光轴平行性测量 320

参考文献 321