激光测量技术
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作者王鹏 付鲁华 孙长库 编著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111648932
出版时间2020-07
装帧平装
开本16开
定价39元
货号28993935
上书时间2024-10-31
商品详情
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前言
前言
激光的全称为受激辐射光放大（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,LASER）。1958年，美国物理学家肖洛（A L Schawlow）和汤斯（C H Townes）在《物理评论》（Phys Rev 1958, vol 112, 1940）杂志发表一篇题为“红外与光学激光器”的论文，提出了研制以受激发射为主的光源，即研制激光器的可能性和条件的设想。此后，各国科学家纷纷提出各种实验方案，试图制成这种新光源。其中，美国休斯敦实验室的物理学家梅曼（T H Maiman）采用掺铬的红宝石作为发光材料，应用发光强度很高的脉冲氙灯泵浦，在1960年5月25日正式宣布制成新光源——红宝石激光器，开创了激光技术的历史。我国于1961年夏，在中科院长春光机所也研制出红宝石激光器。激光的问世引起了现代光学技术的巨大变革，因其具有高亮度、良好的方向性、单色性和相干性的优点，在现代工业、农业、医学、通信、国防等方面得到广泛应用，特别是在精密测试技术中发挥了前所未有的作用。
激光测量技术的发展与光电技术的发展是密切相关的，一些光电器件，如硅光电池、光电二极管、CCD固体摄像器件及位置敏感探测器（PSD）的发展，使得激光及光电测试技术、在线检测与控制技术、光纤传感技术及视觉检测技术更加普遍地发展与应用起来。
本书内容共7章，其中天津大学孙长库编写第1~3章，天津大学王鹏编写第4、6、7章，天津大学付鲁华编写第5章。在本书的编写过程中，编者参考了大量文献资料，在此谨向相关作者表示衷心的感谢。天津大学研究生院为本书的出版提供了资金支持，在此一并致谢。
由于编者水平有限，经验不足，书中缺点和错误在所难免，衷心希望读者批评指正。
编者
导语摘要
本书系统地介绍了激光测量的基础知识、基本原理、常用方法及典型应用。本书共7章，主要内容包括激光测量技术基础、激光干涉测量技术、激光衍射测量技术、激光准直及多自由度测量技术、激光三角法测量技术、激光视觉三维测量技术、激光测速技术、激光扫描测径技术以及激光测距技术。书中融入了*新的科研成果，实用性强。
本书可作为高等学校测控技术及仪器、光电信息科学与工程等专业本科生的教材，也可作为仪器科学与技术、光学工程、仪器仪表工程等学科和工程领域研究生的教材，还可作为从事精密测试技术与仪器专业技术人员的参考书。
(责任编辑邮箱：jinacmp@163.com)
目录
前言
第1章激光测量技术基础1
1.1激光产生原理及激光器1
1.1.1辐射理论概要1
1.1.2激光产生的条件2
1.1.3典型激光器5
1.2激光的基本物理性质9
1.2.1激光的方向性9
1.2.2激光的高亮度10
1.2.3激光的单色性10
1.2.4激光的相干性11
1.2.5激光的模式13
1.3激光的基本技术15
1.3.1激光偏转技术15
1.3.2激光选模技术17
1.3.3激光稳频技术19
1.4高斯(Guassian)光束23
1.4.1高斯光束表达式23
1.4.2高斯光束的特性24
1.4.3高斯光束的聚焦26
1.4.4高斯光束的准直26
第2章激光干涉测量技术29
2.1双光束干涉测量29
2.1.1双光束干涉的基本原理29
2.1.2干涉测长原理30
2.1.3干涉仪的组成31
2.1.4干涉条纹对比度35
2.1.5双光束干涉的应用36
2.2双频激光干涉测量43
2.2.1双频激光干涉的原理43
2.2.2塞曼双频激光44
2.2.3声光调制双频激光45
2.2.4双频激光干涉仪的应用46
2.3激光移相干涉测量50
2.3.1激光移相干涉测量原理50
2.3.2激光移相干涉测量的特点51
2.3.3激光移相干涉测量的应用52
2.4激光全息干涉测量55
2.4.1全息干涉的基本原理55
2.4.2全息干涉测量技术59
2.4.3全息干涉测量技术的应用61
2.5激光散斑干涉测量67
2.5.1散斑干涉的基本原理68
2.5.2散斑干涉测量技术69
2.5.3电子散斑干涉测量71
2.5.4散斑干涉测量的应用72
2.6激光光纤干涉测量74
2.6.1光纤干涉仪的结构形式74
2.6.2光纤干涉仪的应用76
第3章激光衍射测量技术80
3.1激光衍射测量原理80
3.1.1激光衍射的种类80
3.1.2单缝衍射81
3.1.3圆孔衍射测量84
3.2激光衍射测量方法85
3.2.1间隙测量法85
3.2.2反射衍射法87
3.2.3分离间隙法89
3.2.4互补测量法91
3.2.5艾里斑测量法92
3.3激光衍射测量的应用92
3.3.1物理量传感器93
3.3.2薄膜材料表面涂层厚度测量93
3.3.3全长剖面测量94
3.3.4振动测量95
3.3.5直径测量95
3.3.6薄带宽度测量96
3.3.7粒子分布测量97
3.3.8衍射光栅测量98
第4章激光准直及多自由度测量技术100
4.1激光准直测量原理100
4.1.1振幅测量法100
4.1.2干涉测量法102
4.1.3偏振测量法104
4.2激光准直仪的组成105
4.2.1激光器105
4.2.2光束准直扩束系统106
4.2.3光电探测及处理电路108
4.2.4激光束漂移补偿111
4.3激光准直测量的应用 112
4.3.1直线度的测量113
4.3.2同轴度的测量113
4.3.3用激光准直仪制导镗内孔113
4.4激光多自由度测量114
4.4.1两自由度测量 115
4.4.2四自由度测量 115
4.4.3五自由度和六自由度测量 116
第5章激光三角法测量技术120
5.1激光三角法位移测量原理120
5.2激光三角位移传感器122
5.2.1激光三角位移传感器的组成122
5.2.2激光三角位移传感器的光路结构122
5.2.3激光三角位移传感器的信号处理系统123
5.2.4激光三角位移传感器的误差源123
5.2.5激光三角位移传感器的性能参数124
5.3回转射线簇测量技术125
5.3.1孔径测量125
5.3.2孔心定位125
5.3.3基于极坐标的回转射线簇测量126
5.3.4回转射线簇的物理实现127
5.4基于回转射线簇的内尺寸测量127
5.4.1两平行平面距离测量127
5.4.2二面角测量130
5.5回转射线簇静态实现131
5.6激光三角法测量技术的工程应用132
5.6.1大型连杆孔径及孔心距测量定位132
5.6.2发动机箱体主轴孔径测量133
5.6.3大型管道内壁尺寸形貌测量134
第6章激光视觉三维测量技术136
6.1激光视觉测量原理136
6.1.1视觉测量数学模型137
6.1.2结构光视觉测量144
6.2激光扫描表面三维测量153
6.2.1主动扫描测量153
6.2.2被动扫描测量154
6.2.3频闪结构光扫描测量157
6.3激光视觉三维测量技术的应用159
6.3.1轿车白车身视觉测量系统159
6.3.2无缝钢管直线度激光视觉测量系统164
6.3.3岩石表面激光扫描三维测量系统165
6.3.4锡膏厚度激光3D扫描仪166
6.3.5截面轮廓激光视觉检测系统168
第7章激光其他测量技术171
7.1激光测速技术171
7.1.1激光多普勒速度测量技术171
7.1.2粒子图像测速176
7.1.3多普勒全场测速179
7.2激光扫描测径技术181
7.2.1转镜扫描测径181
7.2.2位相调制扫描测量技术183
7.3激光测距技术185
7.3.1激光相位测距185
7.3.2脉冲激光测距188
7.3.3飞秒激光频率梳测距190
参考文献194
内容摘要
本书系统地介绍了激光测量的基础知识、基本原理、常用方法及典型应用。本书共7章，主要内容包括激光测量技术基础、激光干涉测量技术、激光衍射测量技术、激光准直及多自由度测量技术、激光三角法测量技术、激光视觉三维测量技术、激光测速技术、激光扫描测径技术以及激光测距技术。书中融入了*新的科研成果，实用性强。
本书可作为高等学校测控技术及仪器、光电信息科学与工程等专业本科生的教材，也可作为仪器科学与技术、光学工程、仪器仪表工程等学科和工程领域研究生的教材，还可作为从事精密测试技术与仪器专业技术人员的参考书。
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