第一章 激光原理及技术 1
第一节 辐射理论概要 1
一 光量子学说及光的波粒二象性 1
二 原子能级、简并度及玻尔兹曼分布 2
三 光和物质的相互作用 2
第二节 激光产生的原理及条件 3
一 粒子数反转分布及泵浦过程 3
二 光的受激放大 4
三 谐振腔的共振作用与激光的形成 4
四 激光形成的基本条件及阈值条件 4
五 激光器的结构形式 4
六 激光器的分类及特点 6
第三节 激光的基本物理性质 6
一 激光的方向性 6
二 激光的高亮度 7
三 激光的单色性 7
四 激光的时间相干性和空间相干性 8
五 激光的纵模与横模 10
第四节 高斯光束 12
一 高斯光束的表达式 12
二 高斯光束的特征 13
三 高斯光束的变换 15
四 高斯光束的聚焦 17
五 高斯光束的准直 18
第五节 稳频技术 19
一 频率变化的原因 20
二 激光器的稳频方法 20
第六节 激光调制技术 25
一 光调制的基本概念 25
二 电光调制 25
三 声光调制 28
四 磁光调制 31
六 干涉调制 32
五 电源调制 32
第七节 半导体激光器 33
一 半导体激光器的工作原理及结构 33
二 半导体激光器的基本特性 34
第二章 激光干涉测量技术 37
第一节 激光干涉测量长度和位移 37
一 干涉测长的基本原理 37
二 测量系统组成 38
三 干涉条纹对比度 45
四 激光干涉测长的应用 46
第二节 激光小角度干涉仪 48
第三节 激光外差干涉测量技术 49
一 塞曼（Zeeman）双频激光干涉仪 49
二 声光调制双频外差干涉仪 53
第四节 激光全息干涉测量技术 55
一 全息技术的基本原理 55
二 全息干涉测量技术 58
三 全息干涉测量技术的应用 60
第五节 激光散斑干涉测量技术 64
一 散斑的概念 64
二 散斑干涉测量技术 65
三 电子散斑干涉测量技术（ESPI） 66
四 散斑干涉测量技术的应用 67
第六节 激光光纤干涉测量技术 69
一 光纤干涉仪的概念 69
二 光纤干涉仪的结构型式 69
三 光纤干涉仪的应用 71
第七节 激光多波长干涉测长技术 74
一 小数重合法 75
二 合成波长 75
三 3.39μm双线He-Ne干涉测长 76
四 半导体激光调频干涉测距 79
一 菲涅耳衍射和夫琅和费衍射 82
第三章 激光衍射测量技术 82
第一节 激光衍射测量原理 82
二 单缝衍射测量 83
三 圆孔衍射测量 85
第二节 激光衍射测量方法 87
一 间隙测量法 87
二 反射衍射测量法 89
三 分离间隙法 90
四 互补测量法 92
五 爱里斑测量法 93
六 衍射频谱检测法 94
第三节 激光衍射测量的应用 97
一 构成各种物理量的传感器 97
二 薄膜材料表面涂层厚度测量 97
三 全长剖面测量 99
四 位移和间隔的远离测量 99
六 直径和薄带宽度测量 100
五 振动的测量 100
七 红细胞激光衍射测量 106
第四章 激光准直及多自由度测量 107
第一节 激光准直测量原理 107
一 振幅（光强）测量法 107
二 干涉测量法 109
第二节 激光准直仪的组成 111
一 激光器 111
二 光学准直扩束系统 113
三 光电探测器及处理电路 114
第三节 大气扰动及激光束漂移 118
一 大气扰动 118
二 激光束漂移 119
第四节 激光准直测量的应用 121
一 不直度的测量 121
二 不同轴度的测量 121
三 用激光准直仪制导镗内孔 122
第五节 激光多自由度测量技术 123
一 两自由度测量系统 124
二 四自由度测量系统 124
三 五自由度和六自由度测量系统 125
四 磁光调制测量滚转角 127
第五章 激光视觉三维测量技术 129
第一节 激光三角法测量原理 129
第二节 激光视觉测量的基本原理 131
一 摄像机理想透视变换模型 132
二 实际摄像机模型 135
三 点结构光视觉传感器数学模型 137
四 线结构光传感器数学模型 138
五 多线结构光传感器数学模型 139
第三节 激光视觉三维测量技术的应用 140
一 轿车白车身视觉测量系统 140
二 BGA芯片管脚共面性激光视觉测量系统 141
三 无缝钢管直线度激光视觉测量系统 143
四 汽车车轮激光视觉定位系统 143
第六章 激光的其他测量技术 146
第一节 激光多普勒（Doppler）测速技术 146
一 多普勒测速原理 146
二 激光多普勒测速仪的组成 148
三 激光多普勒测速技术的应用 151
四 多普勒全场测速技术 151
第二节 激光扫描测径技术 154
一 转镜扫描测径 154
二 音叉扫描测径 157
三 扫描镜电流计测径 159
四 位相调制扫描测量技术 160
第三节 激光测距技术 162
一 激光相位测距 162
二 脉冲激光测距 165