先进干涉检测技术与应用PDF电子书下载

第1章 光及光的干涉 1

1.1 光及光的特性 1

1.1.1 光学简史 1

1.1.2 光的电磁理论 4

1.1.3 偏振 14

1.1.4 光场叠加及干涉条件 23

1.1.5 衍射 26

1.2 光的干涉 34

1.2.1 干涉条纹对比度与光的相干理论 34

1.2.2 实际光波的干涉 43

1.2.3 分波前法干涉 44

1.2.4 分振幅法干涉 48

1.2.5 干涉仪中的瞳和窗 58

习题 70

参考文献 71

第2章 常见干涉仪 72

2.1 牛顿干涉仪 72

2.1.1 牛顿干涉仪基本原理 72

2.1.2 光学车间检验中的牛顿干涉仪应用 74

2.2 迈克耳逊干涉仪 77

2.2.1 迈克耳逊干涉仪基本原理 77

2.2.2 迈克耳逊干涉仪应用 79

2.3 菲索干涉仪 82

2.3.1 菲索干涉仪基本原理 82

2.3.2 Fizeau干涉仪应用实例：ZYGO干涉仪 84

2.4 泰曼—格林干涉仪 87

2.4.1 泰曼—格林干涉仪基本原理 87

2.4.2 Twyman-Green干涉仪应用 89

2.5 瑞利干涉仪 91

2.5.1 瑞利干涉仪基本原理 91

2.5.2 瑞利干涉仪测定气体折射率 93

2.6 马赫—曾德干涉仪 94

2.6.1 马赫曾德干涉仪基本原理 95

2.6.2 马赫曾德光纤传感 97

2.7 法布里—珀罗干涉仪 99

2.7.1 法布里—珀罗干涉仪原理 99

2.7.2 主要应用 100

习题 104

参考文献 105

第3章 共路干涉仪 107

3.1 散射板干涉仪 107

3.1.1 散射板干涉仪基本原理 107

3.1.2 散射板干涉仪干涉光强分布 109

3.2 剪切干涉仪 112

3.2.1 平行平板横向剪切干涉仪 112

3.2.2 萨瓦偏振镜干涉仪 113

3.2.3 渥拉斯顿棱镜干涉仪 113

3.2.4 交叉光栅横向剪切干涉仪 114

3.2.5 波带片径向剪切干涉仪 115

3.2.6 环形径向剪切干涉仪 115

3.3 双焦干涉仪 116

3.3.1 双焦干涉仪基本原理 116

3.3.2 双焦干涉轮廓仪 118

3.4 点衍射干涉仪 120

3.4.1 点衍射干涉仪原理 121

3.4.2 点衍射干涉仪的应用 124

3.5 米勒干涉仪 126

习题 128

参考文献 129

第4章 非球面检测技术 130

4.1 非球面的基本概念 131

4.1.1 非球面的定义与分类 131

4.1.2 非球面的性质 133

4.2 非球面零位检测 136

4.2.1 无像差点法 136

4.2.2 零位补偿镜检测技术 138

4.2.3 计算全息零位检测 139

4.3 非球面的非零位检测 141

4.3.1 非零位检测技术 141

4.3.2 部分补偿干涉检测 147

4.3.3 子孔径干涉检测 150

4.4 组合干涉检测技术 155

4.4.1 零位检测与零位检测的组合 155

4.4.2 零位检测与子孔径拼接检测的组合 156

4.4.3 非零位检测与非零位检测的组合 158

4.5 面形误差的重构 161

4.5.1 基于二倍关系的重构 161

4.5.2 基于理论波前的重构 163

4.5.3 基于逆向迭代的重构 165

4.5.4 误差分析 169

4.6 子孔径拼接技术 170

4.6.1 拼接算法 170

4.6.2 子孔径划分 174

4.6.3 子孔径拼接误差分析 177

4.6.4 NASSI子孔径拼接与面形重构 179

习题 183

参考文献 184

第5章 精密长度及振动测量干涉体系 190

5.1 激光干涉测长技术 191

5.1.1 激光干涉测长系统的工作原理 191

5.1.2 激光光源的模式选择 192

5.1.3 干涉测长的动镜选择 194

5.1.4 干涉体系的可逆计数及移相 201

5.1.5 白光干涉定位技术 204

5.2 激光干涉测振技术 207

5.2.1 激光干涉测振系统校准原理 207

5.2.2 频率比测振 209

5.2.3 贝塞尔函数测振 210

5.3 外差技术 211

5.3.1 外差测长原理 212

5.3.2 外差测长的关键技术 214

5.3.3 外差测长的应用 216

5.4 纳米测试技术中的谐振增强技术 217

5.4.1 AFM直流测量技术 217

5.4.2 微弱信号检测的锁相技术 218

5.4.3 AFM谐振增强技术 220

习题 222

参考文献 223

第6章 干涉相位调制及解调技术 224

6.1 时间相位调制及解调技术 224

6.1.1 基本原理 224

6.1.2 时间相位调制的实现方法 225

6.1.3 时间相位解调方法 227

6.2 空间相位调制及解调技术 236

6.2.1 空间线性载波及解调 237

6.2.2 频域泄漏效应的影响及处理 239

6.2.3 环形径向剪切干涉测量系统 245

6.3 偏振相位调制技术 247

6.3.1 基本原理 247

6.3.2 正交线偏振光相位调制系统 250

6.4 同步移相技术 254

习题 258

参考文献 258

第7章 干涉系统应用中的精密扫描与定位系统 262

7.1 压电效应 263

7.1.1 压电效应和压电晶体 263

7.1.2 压电陶瓷逆压电效应的性质 264

7.2 压电叠堆扫描系统 266

7.2.1 压电扫描位移模块 266

7.2.2 压电扫描控制 269

7.3 压电扫描微位移器检测 270

7.4 压电扫描微位移器应用举例 275

7.5 压电直线电机 278

7.5.1 蠕动式压电直线电机 279

7.5.2 冲击式压电直线电机 281

7.6 柔性铰链压电系统 282

7.6.1 柔性铰链的基本模型结构 283

7.6.2 柔性铰链压电扫描系统 284

7.7 各种精密扫描与定位系统的比较 285

习题 286

参考文献 286

第8章 新型干涉仪 288

8.1 偏振光干涉仪 289

8.1.1 偏振光干涉原理 289

8.1.2 偏振光干涉仪及应用 291

8.2 光纤干涉仪 294

8.2.1 光纤基础知识 294

8.2.2 常见光纤干涉仪 297

8.2.3 光纤干涉仪的典型应用 299

8.3 全息干涉仪 302

8.3.1 全息基本原理 303

8.3.2 全息干涉技术 305

8.3.3 全息干涉仪的典型应用 307

8.4 散斑干涉仪 309

8.4.1 散斑基础 309

8.4.2 散斑干涉测量 310

8.4.3 散斑干涉仪的典型应用 313

习题 315

参考文献 315

第9章 干涉光谱技术 316

9.1 光谱仪器常见术语 317

9.1.1 自由光谱区 317

9.1.2 分辨本领 317

9.1.3 光谱仪亮度和聚光本领 318

9.2 光谱技术的发展及分类 318

9.2.1 色散型光谱仪 319

9.2.2 干涉型光谱仪 319

9.2.3 其他的新型光谱仪 320

9.3 干涉光谱技术 321

9.3.1 空间分离型干涉光谱技术 322

9.3.2 傅里叶变换干涉光谱技术 325

9.4 干涉（傅里叶变换）成像光谱技术 332

9.4.1 时间调制型干涉成像光谱仪 333

9.4.2 基于三角共路（Sagnac）分束器的空间调制型干涉成像光谱仪 334

9.4.3 基于偏振器件的空间调制型干涉成像光谱仪 337

9.4.4 小结 339

9.5 基于广角迈克尔逊干涉仪的干涉成像光谱仪 340

9.5.1 概述 340

9.5.2 广角迈克尔逊干涉仪的基本原理 340

9.5.3 被动大气遥感中的广角迈克尔逊干涉仪 342

9.6 高光谱分辨率激光雷达 343

9.6.1 概述 343

9.6.2 FP滤光器 346

9.6.3 FWMI滤光器 351

9.6.4 FPI和FWMI滤光器在HSRL中性能的比较 353

习题 356

参考文献 356

第10章 干涉图分析中的关键技术 360

10.1 迈克尔逊干涉图及其表示 361

10.2 单幅闭合干涉图相位解调技术 364

10.2.1 单幅闭合干涉图相位解的不唯一性 364

10.2.2 正则化相位跟踪技术 365

10.2.3 路径无关正则化相位跟踪技术 367

10.2.4 正交多项式相位拟合技术 369

10.3 两幅随机相移干涉图相位解调技术 373

10.4 相位解包裹技术 375

10.4.1 一维相位解包裹 375

10.4.2 二维相位解包裹 377

10.5 正交多项式波面拟合技术 379

10.5.1 Zernike多项式 379

10.5.2 Zernike多项式在非圆域上的正交化 381

10.5.3 Zernike多项式波面拟合 386

习题 387

参考文献 388