基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書系統地介紹雷射技術在工程測量中的套用。從雷射具有的基本特性出發，介紹雷射測距技術、雷射都卜勒測量技術、雷射干涉法幾何量測量技術、雷射干涉法光學面形測量技術、雷射測徑與雷射衍射測量技術、雷射位移感測器、雷射散射測量技術、雷射共焦測量技術、雷射干涉型光纖感測器、雷射偏振測量技術、雷射全息測量技術等。還介紹了雷射自身參數的測量問題，包括雷射功率能量測量、雷射空域參數測量和雷射時域參數測量等。
本書的讀者對象為從事光電系統工程和各種物理量測量的科技工作者、光學工程專業和儀器儀表專業的碩士研究生和博士研究生。
目錄
第1章緒論
1.1雷射技術概述
1.1.1受激輻射與量子躍遷
1.1.2雷射器的組成
1.1.3雷射的基本特性
1.1.4常用雷射器件
1.1.5雷射主要評價參數
1.1.6雷射鎖模技術
1.1.7雷射倍頻技術
1.2光導纖維概述
1.2.1光纖結構
1.2.2光纖分類
1.2.3偏振保持光纖
1.3雷射測量技術
1.3.1測量技術
1.3.2雷射測量技術的內涵
1.3.3測量學主要名詞術語
1.4誤差與測量不確定度
1.4.1測量誤差
1.4.2測量不確定度
參考文獻
第2章雷射測距技術
2.1雷射測距原理
2.1.1脈衝式雷射測距
2.1.2相位式雷射測距
2.1.3干涉法雷射測距
2.1.4三種測距方法性能比較
2.2雷射測距機的組成及
關鍵技術
2.2.1雷射發射技術
2.2.2雷射回波接收技術
2.2.3信息處理技術
2.3雷射測距機的校準
2.3.1最大測程校準
2.3.2最小測程校準
2.3.3測距精度校準
2.3.4基於時間延時測距能力和
測距精度校準
2.3.5光學模擬法測距能力與
測距精度校準
2.4雷射三維空間坐標測量技術
2.4.1雷射雷達測量儀
2.4.2雷射雷達測量儀
校準方法
2.5雷射高度計
2.5.1雷射高度計概述
2.5.2雷射高度計的
工作原理
2.5.3雷射高度計的
結構特點
2.6基於飛秒雷射頻率梳的
絕對測距技術
2.6.1飛秒光梳的原理
2.6.2光譜干涉法測距
2.6.3頻域干涉法測距
2.7異步應答雷射測距技術
2.7.1異步應答雷射
測距原理
2.7.2異步應答測距公式
2.8單向雷射測距技術
2.8.1單向雷射測距
基本概念
2.8.2單向雷射測距原理
2.8.3空間飛行器測量端
光子接收能力
2.8.4單向雷射測距技術的
實際套用
2.9光子計數雷射測距
2.9.1微脈衝測距方程
2.9.2微脈衝測距系統構成和
工作過程
2.9.3微脈衝雷射測距
技術的套用
2.9.4基於光子數比較的
雷射測距法
參考文獻
第3章雷射都卜勒測量技術
3.1雷射都卜勒測量的
物理基礎
3.1.1都卜勒效應
3.1.2雷射都卜勒效應
3.1.3光外差技術
3.2雷射都卜勒測速技術
3.2.1雷射都卜勒測速的
光路模式
3.2.2參考光模式雷射固體
都卜勒測速原理
3.2.3差動型雷射都卜勒
固體測速的基本原理
3.2.4雷射都卜勒液體
流速測量
3.2.5基於雷射回饋效應的
都卜勒測速
3.2.6都卜勒測風雷射雷達
及其校準
3.2.7雙光束後向散射差動
雷射都卜勒測速儀
3.2.8雷射都卜勒測速儀
的標定
3.3雷射都卜勒測振技術
3.3.1都卜勒測振原理
3.3.2雷射都卜勒振動儀
3.3.3差動都卜勒測振技術
3.3.4雷射扭振測量技術
3.3.5純扭振和純彎曲振動的
雷射都卜勒測量
3.3.6雷射都卜勒顫振
的測量
3.3.7全光纖雷射都卜勒
測振儀
3.4雷射測振技術在聲學
測量中的套用
3.4.1雷射測振技術用於聲換
能器近場全息測量
3.4.2雷射測振技術用於
校準水聽器靈敏度
3.4.3雷射聲納
3.5雷射測振儀校準
3.5.1振動校準法
3.5.2衝擊校準法
3.5.3調頻信號校準法
3.5.4光頻調製法校準
雷射測振儀
3.6都卜勒和偏振干涉
相結合的微位移測量
3.6.1基於都卜勒效應和
偏振干涉的微位移
測量原理
3.6.2測量裝置及環境要求
3.7雷射都卜勒扭矩測量技術
3.7.1雷射都卜勒扭矩測量
基本原理
3.7.2雷射都卜勒扭矩
測量裝置
3.8爆炸衝擊的雷射都卜勒
遠距離測量
3.8.1雷射都卜勒位移
測量原理
3.8.2雷射都卜勒爆炸衝擊測量
系統的組成
參考文獻
第4章雷射干涉法幾何量
測量技術
4.1雷射干涉測量幾何量
的原理
4.1.1用於長度測量的
麥可遜干涉儀
4.1.2雙頻雷射外差干涉法
4.1.3帶有補償的單頻
雷射干涉儀
4.1.4基於塞曼效應的雙頻
雷射干涉儀
4.1.5基於聲光頻移的雙頻
雷射干涉儀
4.1.6雷射干涉儀的
細分技術
4.1.7基於麥可遜干涉儀的
角度測量
4.2雷射干涉儀測長精度
的校準
4.2.1雷射測長的誤差源
4.2.2測長精度的雙光路
校準方法
4.2.3測長精度單光路
校準方法
4.3基於雷射干涉儀的
速度測量
4.3.1雷射干涉測速原理
4.3.2流速校準車速度校準
參考文獻
第5章雷射干涉法光學元件
面形測量技術
5.1光的干涉基礎
5.1.1光的波動性
5.1.2波動方程中各特徵
量的意義
5.1.3干涉條紋強度分布
5.1.4干涉條件及其
測量保證
5.1.5評價波面的質量指標
5.2光學元件面形測量
5.2.1光學元件面形測量
裝置的組成
5.2.2移相干涉測量原理
5.2.3光學元件面形
測量方法
5.2.4數字雷射干涉儀的
計量檢定
5.3光纖點衍射干涉法光學
元件面形測量
5.3.1光纖點衍射干涉儀的
基本原理
5.3.2雙光纖相移點衍射干涉儀
的基本原理
5.4用於光學元件面形測量的
典型雷射干涉儀
5.4.1用於雷射晶體棒測量
的雷射干涉儀
5.4.2大口徑平面干涉儀
5.4.3移相斐索式紅外
干涉儀
5.4.4大口徑球面干涉儀
參考文獻
第6章雷射測徑與雷射衍射
測量技術
6.1掃描雷射測徑技術
6.1.1掃描雷射測徑儀的
工作原理
6.1.2雷射掃描測徑系統
的組成
6.2二維掃描雷射測徑技術
6.2.1二維雷射掃描測量
的原理
6.2.2二維掃描測徑系統
的組成
6.2.3採用標準棒法提高
穩定性
6.3雷射衍射基本概念
6.3.1光的衍射現象
6.3.2衍射的主要類型
6.4雷射衍射法細小測徑技術
6.4.1雷射衍射法測徑
基本原理
6.4.2雷射衍射法測徑
系統組成
6.4.3測徑系統標定
6.5雷射衍射法微內徑測量
6.5.1雷射衍射法微內徑
測量原理
6.5.2雷射衍射法微內徑
測量裝置
6.6雷射衍射法顆粒度
測量技術
6.6.1雷射衍射法顆粒度測量
的理論基礎
6.6.2雷射衍射散射式測粒儀
的構造
6.7雷射衍射法板材厚度
測量技術
6.7.1雷射衍射法板材厚度
測量原理
6.7.2雷射衍射法板材厚度
測量裝置
6.8雷射衍射法表面張力和
表面壓測量
6.8.1基於雷射衍射原理的表面
張力測量裝置
6.8.2基於雷射衍射原理的表面
張力測量理論分析
參考文獻
第7章雷射位移感測器
7.1雷射位移感測器工作原理
7.1.1直射式三角法
測量原理
7.1.2斜射式三角法
測量原理
7.1.3兩種三角位移感測器
特性的比較
7.2雷射位移感測器的構成
7.2.1CCD雷射位移感測器
7.2.2對稱式雷射位移
感測器
7.3雷射位移感測器的標定
7.3.1雷射位移感測器
標定原理
7.3.2雷射位移感測器標定
系統的組成
7.3.3標定系統的阿貝誤差
7.4雷射位移感測器的套用
7.4.1雷射位移感測器用於
物體表面形狀測量
7.4.2雷射位移感測器用於
角度測量
7.4.3雷射位移感測器用於
輸送帶垂度測量
7.4.4雷射位移感測器用於
內錐形貌測量
7.4.5雷射位移感測器用於
工件曲率測量
參考文獻
第8章雷射散射測量技術
8.1目標的散射特性概述
8.1.1面散射特性
8.1.2體散射特性
8.1.3散射特性的表述
8.1.4散射的分類
8.2雷射散射式能見度測量
8.2.1透射式能見度儀
8.2.2散射式能見度儀
8.3雷射散射式煙霧濃度測量
8.3.1雷射散射法煙霧濃度
測量原理
8.3.2雷射散射法煙霧濃度
測量儀的構成
8.3.3雷射散射法煙霧濃度
測量儀的標定
8.4雷射散射法表面粗糙
度測量
8.4.1散射光強一維分布的
粗糙度測量方法
8.4.2散射光強二維分布的
粗糙度測量方法
8.5雷射散射式顆粒度測量
8.5.1雷射散射式顆粒度
測量原理
8.5.2雷射散射式顆粒度
測量裝置
8.5.3粒度分布求解算法
8.6瑞利散射海水溫度及
大氣密度測量
8.6.1相干瑞利散射海水
水下溫度測量
8.6.2紫外雷射瑞利散射
大氣密度測量
8.7雷射散射法液體表面
張力測量
8.7.1液體表面的毛細波
8.7.2固定頻率測量波長
的方法
8.7.3固定波長測量頻率
的方法
8.8基於雷射散射的干涉法
水下信號探測
8.8.1雷射干涉法水下信號
探測原理
8.8.2基於雷射散射的干涉法
水下信號探測裝置
8.9雷射布里淵散射水下
目標探測
8.9.1雷射布里淵散射水下
目標探測原理
8.9.2雷射布里淵散射目標
探測方法
8.9.3雷射布里淵散射法鹽度
及溫度不同海水中
的聲速測量
參考文獻
第9章雷射共焦測量技術
9.1雷射共焦法測量原理
9.1.1共焦三維測量的
理論基礎
9.1.2雷射共焦測量原理
9.1.3雷射差動共焦法
測量原理
9.2雷射共焦測量技術用於
光學元件參數測量
9.2.1雷射共焦法曲率
半徑測量
9.2.2差動共焦法曲率
半徑測量
9.2.3光柵尺測長式雷射差動
共焦曲率半徑測量
9.2.4雷射差動共焦法透鏡
中心厚度測量
9.3非掃描共焦測量技術
9.3.1並行共焦三維測量的
基本理論
9.3.2並行共焦測量系統
9.3.3並行像散共焦微結構
形貌檢測
9.4雷射共焦掃描顯微鏡
9.4.1雷射共焦顯微鏡概述
9.4.2雷射共焦掃描顯微鏡
的成像原理
9.4.3雷射共焦掃描顯微鏡
的關鍵技術
9.4.4雷射干涉掃描共焦
顯微鏡
9.4.5雷射掃描共焦顯微鏡
的套用
參考文獻
第10章雷射干涉型光纖感測器
10.1光纖雷射干涉儀
10.1.1光纖麥可遜干涉儀
10.1.2光纖馬赫-曾德爾
干涉儀
10.1.3相位調製與解調
技術
10.2光纖弱磁場感測器
10.2.1光纖磁場感測器
的分類
10.2.2磁致伸縮光纖弱磁場
感測系統
10.3雷射干涉型光纖電場
感測器
10.3.1電致伸縮干涉型光
纖弱電場感測器
10.3.2壓電干涉型光纖電場
感測器
10.3.3基於反壓電效應反射式
全光纖電壓感測器
10.4雷射干涉型光纖水聽器
10.4.1雷射干涉型光纖水
聽器基本原理
10.4.2雷射干涉型光纖水聽器
相位產生載波檢測
10.4.3光電檢測系統的
輸出信號
10.5法布里-珀羅干涉型
光纖壓力感測器
10.5.1光纖法布里-珀羅
干涉型光纖壓力
感測器原理
10.5.2光纖法布里-珀羅
干涉型光纖壓力
感測器的構成
10.6光纖干涉型溫度感測器
10.6.1干涉型光纖溫度感測器
的基本原理
10.6.2馬赫-曾德爾干涉型
光纖溫度感測器
10.6.3法布里-珀羅干涉型
光纖溫度感測器
10.6.4嵌入式干涉型光纖
溫度感測器
10.7干涉型光纖應變感測器
10.7.1干涉型光纖應變感測器
的基本原理
10.7.2麥可遜干涉型光纖
應變感測器
10.7.3馬赫-曾德爾干涉型光纖
應變感測器
10.7.4薩格奈克干涉型光纖
應變感測器
10.7.5法布里-珀羅干涉型光纖
應變感測器
10.7.6偏振態調製干涉型光纖
應變感測器
參考文獻
第11章雷射偏振測量技術
11.1雷射的偏振特性概述
11.1.1偏振光學主要名詞
術語及定義
11.1.2偏振特性的描述
11.1.3正交偏振雷射
11.2正交偏振雷射角度測量
11.2.1基於光強差的檢測
11.2.2基於相位差的檢測
11.2.3基於頻率差的檢測
11.3偏振-米散射雷射雷達
用於雲層探測
11.3.1偏振-米散射雷射
雷達探測原理
11.3.2偏振-米散射雷射雷達
結構和技術參數
11.4雷射偏振測量技術的
其他套用
11.4.1雷射偏振干涉
位移測量
11.4.2雷射偏振干涉技術測量
磷酸二氫鉀（KDP）晶體
柱面生長速率
11.4.3雷射偏振干涉技術用於
硬度測量
11.5偏振器件相位延遲測量
11.5.1利用λ/4波片法
測量任意波片的
相位延遲
11.5.2λ/4波片相位延
遲量測量
11.5.3多功能波片測量
裝置
參考文獻
第12章雷射全息測量技術
12.1雷射全息技術
12.1.1全息技術的產生
12.1.2全息的基本過程
12.1.3全息的實現
12.1.4全息圖的特點
12.1.5數字全息術及其
套用
12.2實時數字全息測量溫度場
12.2.1數字全息干涉溫度場
測量原理
12.2.2數字全息干涉溫度場
測量裝置
12.3雷射數字全息顆粒場
分布測量
12.3.1數字全息測量顆粒場
理論基礎
12.3.2顆粒直徑計算
12.3.3雷射數字全息顆粒場
測量裝置
12.4雷射數字全息兩相流
三維空間速度測量
12.4.1兩相流三維空間速度
測量的光學原理
12.4.2速度測量原理
12.4.3兩相流速度場測量
裝置
12.5數字全息微光學元件檢測
12.5.1微光學元件折射率
分布與面形測量
12.5.2基於數字全息顯微斷層
成像的光纖折射率
測量
12.5.3數字全息顯微成像微光學
元件三維面形檢測
12.6數字全息表面粗糙度檢測
12.6.1數字全息表面粗糙度
檢測原理
12.6.2數字全息表面粗糙度
測量裝置
參考文獻
第13章雷射功率能量測量技術
13.1雷射參數計量基準
13.1.1雷射功率基準
13.1.2雷射能量基準
13.2雷射參數計量標準
13.2.1雷射功率計量標準
13.2.2雷射能量計量標準
13.2.3脈衝雷射峰值功率
計量標準
13.3雷射功率和能量測量
13.3.1光電型雷射功率
能量計
13.3.2熱釋電型雷射功率
能量計
13.3.3光輻射計型雷射功率
能量計
13.3.4體吸收型雷射功率
能量計
13.3.5量熱計型雷射功率
能量計
13.3.6流水式雷射功率
能量計
13.4高能雷射功率與能量測量
13.4.1燒蝕稱量法
13.4.2相對式測量法
13.4.3絕對式測量法
13.4.4高能雷射能量計
校準
13.5雷射損傷閾值測量
13.5.1雷射損傷閾值的
基本概念
13.5.2損傷閾值基本測量
方法
13.5.3幾種典型測量裝置
參考文獻
第14章雷射空域和時域等參數
測量技術
14.1雷射空域特性測量技術
14.1.1光束直徑與發散角
測量
14.1.2傳播因子的測量
14.1.3高能雷射空域特性
測量
14.1.4高能雷射空域特性典型
測量裝置
14.1.5雷射空域參數測量的
溯源與標定
14.2雷射時域特性參數測量
14.2.1直接測量法
14.2.2脈衝雷射重複率
測量
14.2.3納秒、皮秒量級雷射
時域特性測量
14.2.4飛秒脈衝測量技術
14.2.5超短雷射脈衝測量
的標定
14.3雷射波長測量
14.3.1麥可遜干涉型波長
測量
14.3.2利用斐索干涉測量
雷射波長
14.3.3利用法布里-珀羅干涉儀
測量雷射波長
14.3.4基於虛合成波長原理的
雷射頻率(波長)
測量方法
14.4雷射的偏振特性測量
14.4.1基於斯托克斯參量
測量的一般方法
14.4.2分光稜鏡型分振幅
光度式偏振測量
14.4.3光柵分振幅光偏振
測量
14.4.4基於液晶的雷射偏振
測量
14.5雷射頻率測量
14.5.1基於諧波光頻鏈的
雷射頻率的絕對
測量
14.5.2基於光頻間隔內分
頻率鏈的光頻絕對
測量方法
14.5.3基於光學頻率梳的光頻
直接絕對測量方法
參考文獻
