第一章 激光的基本知识 1
第一节 光的基本知识 1
1-1-1 光的产生 1
1．光源 1
2．原子能级 1
目录 1
3．原子的激发与跃迁 2
4．光的发射 2
1-1-2 光的传播 3
1．光的电磁波本质 3
2．光的速度 3
3．光的反射、折射及全反射 4
4．光的干涉 5
6．光的偏振 7
5．光的衍射 7
1-1-3 光对物质的作用 8
1．光热效应 8
2．光的化学效应 8
3．光压 9
4．光电效应 9
5．光发光效应 9
1-1-4 光的波动—微粒二象性 10
第二节 激光的特性及产生 10
1-2-1 激光的特性 10
1．亮度极高 10
2．方向性强 11
3．单色性好 11
1-2-2 激光的产生 12
1．原子能级的正常状态分布 12
4．相干性强 12
2．受激吸收与受激辐射 13
3．受激辐射过程 13
4．能级平均寿命 14
5．工作物质的原子能级反常分布——粒子数反转 14
6．光学谐振腔 15
第三节 激光器及其应用技术基础 16
1-3-1 激光器 16
1．氦-氖激光器 17
2．固体激光器 26
3．半导体激光器 27
1-3-2 激光束发散角的控制 29
1．改善激光管的设计 29
2．采用发射光学系统 30
1-3-3 激光束的漂移及其控制 31
1．引起激光束漂移的原因 32
2．抑制激光束漂移的措施 33
1-3-4 激光束的探测 33
1．直视探测——目测 33
2．激光束的光电探测 34
3．激光束的其它探测方法 38
4．提高信噪比的措施 39
5．抗日光饱和干扰措施 41
1-3-5 大气对激光束传输的影响及其控制 43
1．大气衰减效应 43
2．大气湍流效应 44
3．对大气影响的控制措施 45
1-3-6 激光的防护 46
1．激光对有机体的作用因素 46
2．激光对眼睛的损害 46
3．激光防护标准 47
4．对激光的防护措施 48
第一节 激光导向 49
2-1-1 激光导向的设备 49
第二章 横向激光束的应用 49
1．激光导向仪 50
2．靶标 51
3．自动导向机构 52
2-1-2 应用举例 54
1．地下掘进 54
2．顶管施工 57
3．水上打桩 57
4．管道敷设 60
5．水下管道敷设 61
2-2-1 激光准直仪 63
1．激光水准仪 63
第二节 激光准直 63
2．高稳定、高精度激光准直系统 67
3．衍射式激光准直系统 67
2-2-2 应用举例 72
1．抄平与放线 72
2．高级饰面板安装 72
3．铁轨校正 73
4．大型机械设备安装 73
5．跑道与道路施工 74
6．混凝土桩的冲击沉降观测 74
7．工程结构位移测量 75
8．路面磨损及沉降观测 76
9．桥梁测振 76
10．大坝变形观测 77
11．精密水准测量 78
第一节 施工导向 79
第三章 铅直激光束的应用 79
1．串联式激光铅直仪 80
3-1-1 导向用激光铅直仪 80
2．折叠式激光铅直仪 81
3-1-2 应用举例 81
1．烟囱滑模定中（导向） 81
2．双曲线冷却塔定中 83
3．双曲线拱坝滑模导向 93
4．竖井施工 93
第二节 铅直测量 94
3-2-1 铅直测量用激光仪器 94
1．ZPJP-77型自动安平激光平面仪做激光铅直仪使用的特点 94
2．JQ-1型激光铅直仪 94
1．检校毛主席纪念堂廊柱模板铅直度 96
2．自动化仓库天轨与地轨共铅直面校正 96
3-2-2 应用举例 96
3．发射塔电梯导轨校正 97
4．电梯导轨安装质量的自动检测 97
5．325米气象塔铅直度测量 98
6．高耸建筑风荷载位移测量 99
第三节 烟囱滑模激光自动控制铅直度 102
3-3-1 烟囱滑模激光自动控制系统的构造和原理 102
3 3-2 自动纠偏系统 103
1．激光铅直仪 103
2．激光接收靶——中心靶 103
3．调偏机构 104
3-3-3 自动纠扭系统 105
1．激光铅直仪 105
2．纠扭靶 105
3．纠扭机构 106
3-3-4 自动调平系统 107
3-3-5 基本电路 108
1．差分放大器 108
2．整形电路 108
3．逻辑门与开关单元电路 108
4．间隙开关电路 108
5．稳压电源 109
3-3-6 工程实例 109
第四节 反射式多点铅直激光导向 109
3-4-1 仪器与设备 109
1．基准激光束发射器 110
2．铅直反射器 110
3．测尺——靶标 112
4．现场校正设备 113
2．动态扫描光迹观测 114
1．静态光斑观测 114
3-4-2 观测方式 114
3．反射式铅直测量的精度 115
3-4-3 应用举例 115
1．宿舍楼滑模施工 115
2．盐仓群滑模施工 116
第四章 激光平面的应用 117
第一节 激光平面的概念 118
4-1-1 静态激光平面 118
1．静态激光平面的形成 118
2．静态激光平面的度量 120
4-1-2 扫描激光平面 121
1．扫描激光平面的形成 121
2．扫描激光平面的度量 121
2．性能 123
1．构造 123
第二节 激光平面仪 123
4-2-1 静态扇型激光平面仪 123
4-2-2 扫描式人工安平激光平面仪 124
1．基本构造与原理 124
2．《ROTOLITE》激光平面仪 127
3．西门子（baulaser）TT-80型建筑激光平面仪 127
4-2-3 扫描式重力自动安平激光平面仪 128
1．构造与原理 128
2．主要性能 137
3．操作要领 138
4-2-4 扫描式电子自动安平激光平面仪 140
1．激光信标——3000型 140
2．945型激光平面仪 140
第三节 激光平面的探测 142
4-3-1 静态激光平面的探测 142
3．红外激光平面仪 142
1．目测 143
2．光电探测 143
4-3-2 扫描激光平面的目测 144
1．适当提高激光器输出功率 144
2．半透射式测尺 144
3．倍频式直接目测 145
4-3-3 扫描激光平面的光电探测 145
1．扫描激光的脉冲信号 145
2．光电探测元件的选择 147
3．背景光干扰 148
4．脉冲放大 149
5．脉冲-直流变换电路 152
6．指示 156
7．几种激光平面光电探测器 156
1．大面积平整度控制 162
第四节 激光平面在测量方面的应用 162
4-4-1 激光水准面的应用 162
2．天花板龙骨起拱定基准面 164
3．大面积抄平线 164
4．控制预制地板安装的水平误差 167
5．其它 167
4-4-2 激光铅直面的应用 168
1．结构安装工程 168
2．室内地面放线 168
3．其它 169
第五节 激光平面法自动测量与自动控制 169
4-5-1 平地机械刀具高度自动检测与自动控制 169
1．激光平面仪的设置 169
2．接收器的设置 170
3．显示器的设置 171
5．操作过程 172
4．控制箱与电磁阀 172
6．在大面积农田改良机械化作业中的应用 174
7．在大面积土方、地坪机械化作业中的应用 174
4-5-2 滑模平台水准自动测量及自动控制 175
1．激光平面法自动同步的基本概念 175
2．激光平面发射系统 176
3．激光平面接收（测控）系统 178
4．中央控制台 179
5．应用举例 180
第六节 激光圆锥面的应用 186
4-6-1 激光圆锥面发生器 187
1．重力自动安平激光铅直仪 187
2．自动补偿变仰角扫描器 187
4-6-2 激光圆锥面的应用 188
2．脉冲式激光测距仪的构造原理 189
1．工作原理 189
第五章 激光的其他应用 189
5-1-1 脉冲式激光测距 189
第一节 激光测距 189
3．精度 192
4．应用 193
5-1-2 相位式激光测距 194
1．相位式测距原理 194
2．相位式激光测距仪的主要构造 197
3．操作（参见图5-7） 199
第二节 激光全息术 200
5-2-1 激光全息术的基本概念 201
5-2-2 激光全息摄影 201
5-2-3 激光全息图象的再现 202
2．全息干涉测量方法 203
1．全息干涉计量的原理 203
5-2-4 激光全息干涉计量 203
3．全息干涉计量术的应用 204
5-2-5 激光全息存储 207
第三节 其他 208
5-3-1 激光标杆 208
5-3-2 激光测定土壤密实度 208
5-3-3 激光探测火灾 208
5-3-4 激光探测地下管道缺陷 208
5-3-5 激光遥测钢材锈蚀 209
5-3-6 激光艺术与造型 210
5-3-7 其他 211
结束语 212
主要参考资料 213