本书介绍了几种典型精密激光测量技术的基本原理、关键技术、系统组成与工作特性，并将基本测量原理、典型商用仪器、被测对象特性和实际应用环境联系起来。本书共6章，包括激光基本原理及典型器件、激光干涉测量技术与系统、激光测距技术与系统、激光光栅测量技术与系统、激光共焦测量技术与系统、激光自准直技术与系统。
样章试读
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前言
第1章激光基本原理及典型器件1
1.1激光的基本原理1
1.1.1黑体辐射普朗克公式1
1.1.2光与物质的共振相互作用2
1.1.3粒子数反转与光放大4
1.1.4激光介质增益系数与增益曲线5
1.1.5光的自激振荡和振荡条件5
1.1.6光学谐振腔与激光模式选择6
1.1.7基模高斯光束及其特性8
1.1.8激光的基本特性10
1.2常用激光器11
1.2.1激光器的基本结构11
1.2.2酣激光器12
1.2.3气体激光器14
1.2.4半导体激光器17
1.3典型的激光器件19
1.3.1分光镜19
1.3.2偏振分光镜19
1.3.3波片22
1.3.4角锥棱镜22
1.3.5激光准直镜23
1.3.6光隔离器24
1.3.7衍射光栅25
1.3.8声光调制器25
1.3.9电光调制器28
第2章激光干涉测量技术与系统35
2.1激光干涉测量基本原理与系统组成35
2.1.1光波的叠加及干涉现象35
2.1.2激光干涉测量原理39
2.1.3激光干涉测量系统与典型仪器43
2.2激光干涉测量中的关键技术46
2.2.1激光稳频技术46
2.2.2双频激光生成技术51
2.2.3干涉信号相位测量技术54
2.2.4空气折射率测量技术58
2.3激光干涉仪的典型应用59
2.3.1作为独立测量仪器的典型应用59
2.3.2作为嵌入式测量部件的典型应用61
2.4激光干涉测量系统的测量误差62
2.4.1激光干涉仪内在的原理误差62
2.4.2环境因素相关测量误差65
2.4.3安装不当引入的测量误差67
2.4.4典型系统测量误差综合分析69
2.5新一代激光干涉测量面临的挑战与发展趋势71
第3章激光测距技术与系统73
3.1脉冲激光测距原理及关键技术73
3.1.1脉冲激光测距原理73
3.1.2关键技术分析74
3.2相位激光测距原理及关键技术78
3.2.1相位激光测距原理78
3.2.2多测尺相位激光测距方法80
3.2.3相位激光测距关键技术81
3.3多波长(合成波长)干涉测量87
3.3.1多波长干涉测量原理87
3.3.2多波长干涉测量关键技术91
3.4激光调频、扫频干涉测距原理及关键技术95
3.4.1调频干涉测量技术95
3.4.2三光束调频干涉测量技术97
3.4.3半导体正弦调频连续波测量技术97
3.4.4调频干涉测量关键技术98
3.4.5波长扫描干涉测量技术99
3.5基于飞秒激光频率梳的绝对距离测量方法100
3.5.1飞秒激光光源技术100
3.5.2频率梳齿间干涉相位测距法102
3.5.3脉冲飞行时间与互相关干涉联合测距法104
3.5.4双光学频率梳的飞行时间与互相关干涉条纹辨析测距法106
3.5.5频率梳光谱分辨干涉测距法107
3.5.6飞行时间法、多波长干涉与光谱分辨干涉法组合测量方法108
3.5.7参考光学频率梳的多波长干涉测距法110
第4章激光光栅测量技术与系统112
4.1黑白光栅测量原理及关键技术112
4.1.1光栅测量的基本原理和概念112
4.1.2莫尔条纹的几何光学原理114
4.1.3莫尔条纹的衍射原理116
4.2基于莫尔条纹的光栅光学系统119
4.2.1单光栅光学系统120
4.2.2双光栅光学系统121
4.2.3三光栅光学系统123
4.3基于衍射光栅干涉原理的位移测量技术124
4.3.1基于傅里叶光学的光栅衍射特性分析125
4.3.2光栅的多普勒频移127
4.3.3单衍射光栅位移测量技术128
4.3.4双平行光栅干涉式测量技术133
4.3.5两垂直光栅——迈克耳孙式光栅干涉测量技术136
4.3.6可增大垂向测量范围的光栅自准直技术140
4.3.7双频激光光栅干涉测量技术141
4.3.8多自由度测量技术146
4.4光栅测量系统的误差分析149
4.4.1光栅测量系统的光电转换与电学细分技术149
4.4.2光栅测量系统主要误差源150
第5章激光共焦测量技术与系统153
5.1激光共焦测量基本原理153
5.1.1菲涅耳衍射理论153
5.1.2薄透镜的三维点扩散函数154
5.1.3共焦显微三维成像技术157
5.2激光共焦测量中的关键技术159
5.2.1共焦显微测量扫描技术159
5.2.2共焦显微测量分辨力161
5.3共焦显微测量典型技术161
5.3.1轴向差动共焦显微测量技术161
5.3.2横向光瞳滤波共焦显微测量技术165
第6章激光自准直技术与系统169
6.1激光自准直基本原理169
6.1.1激光自准直理想模型169
6.1.2激光自准直通用模型170
6.2光束的漂移及抑制172
6.2.1光束质量的影响因素173
6.2.2光束漂移形式176
6.2.3光束漂移分离检测方法177
6.3典型自准直系统的分辨力影响因素181
6.3.1影响分辨力的因素181
6.3.2分辨力提高形式182
参考文献184
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