光学计量导论 (印)拉吉帕尔.s.西罗希 著 付永杰 等 译 专业科技 文轩网

第1章 光学概述1.1 概述1.2 反射定律1.3 折射定律1.4 干涉1.5 衍射1.5.1单色波的传播1.5.2基尔霍夫衍射理论1.5.3小角度近似1.5.4菲涅耳近似1.5.5夫琅和费近似1.6偏振1.6.1偏振椭圆1.6.2偏振态的表示法1.6.2.1琼斯矢量1.6.2.2斯托克斯矢量1.7涅耳方程式1.8薄膜光学1.9光学元件1.9.1反射元件1.9.1.1反射镜1.9.2折射元件1.9.2.1介质界面折射1.9.3衍射元件1.10弯曲界面折射1.10.1透镜1.11近轴光学1.11.1平移矩阵1.11.2折射矩阵1.11.2.1平面介质界面1.11.2.2球形介质界面1.11.3薄透镜矩阵思考题第2章激光束2.1高斯光束2.2高斯光束的ABCD定律2.2.1自由空间传播2.2.2通过透镜传播2.2.2.1位于透镜平面1的光束腰2.2.2.2位于透镜前的光束腰2.2.2.3光束聚焦2.3激光准直仪2.4涡旋光束2.5贝塞尔光束思考题第3章 源、探测器和记录介质3.1概述3.2辐射单位3.3黑体3.4光源3.4.1白炽钨丝灯3.4.2卤钨灯3.4.3放电灯3.4.4相干源3.4.4.1氦氖激光器3.4.4.2氩离子激光器r3.4.4.3钕：钇铝石榴石钕：玻璃激光器3.4.4.4半导体激光器3.5探测器3.5.1眼3.5.2光电探测器3.5.2.1光电发射探测器3.5.2.2光电倍增器3.5.2.3光电导探测器3.5.2.4光伏探测器3.5.2.5雪崩光电二极管3.5.3热探测器3.6记录介质3.6.1照相全息干板和胶片3.6.2重铬酸盐明胶3.6.3光阻材料3.6.4光敏聚合物3.6.5热塑性塑料3.6.6光色材料3.6.7铁电晶体3.7图像探测器3.7.1时间延迟与集成运行模式3.8空间光调制器思考题第4章干涉法4.1概述4.2早期历史4.2.1激光的出现4.3相干波源的产生4.3.1波前分割：双缝实验4.3.2振幅分割：平面平行板4.4条纹图4.4.1两个平面波之间的干涉4.4.2两种不同频率平面波的干涉4.5干涉仪4.5.1双频干涉仪4.5.2多普勒干涉仪4.5.3环状干涉仪4.5.4剪切干涉仪4.6 相移4.6.1时间相移4.6.2空间相移思考题第5章 技术5.1全息照相与全息干涉术5.1.1全息图记录5.1.2重现5.1.3同轴全息术5.1.4离轴全息术5.1.4.1参考波角度的选择5.1.4.2参考波强度的选择5.1.5全息图的类型5.1.5.1衍射效率5.1.6实验装置5.1.6.1激光器5.1.6.2分束器5.1.6.3光束扩展器5.1.6.4目标照度光束5.1.6.5参考光束5.1.6.6目标与参考光束之间的夹角5.1.7全息记录材料5.1.8全息干涉量度学5.1.8.1实时HI5.1.8.2双重曝光HI5.1.8.3时间平均HI5.1.8.4实时、时间平均HI5.1.8.5频闪照明频闪仪HI5.1.9全息干涉量度学中的特殊技术5.1.9.1双参考光束HI5.1.9.2 三文治HI5.1.9.3 反射HI5.1.9.4外差HI5.1.10全息轮廓形状测量5.1.10.1双波长法5.1.10.2双折射率法5.1.10.3双照明法5.1.11数字全息术5.1.11.1数字全息图的记录5.1.11.2数字全息图的再现5.1.12数字全息干涉术5.1.13位移矢量的条纹形成与测量5.1.14目标加载5.2散斑现象、散斑照相和散斑干涉5.2.1散斑现象5.2.2平均散斑尺寸5.2.2.1客观散斑图5.2.2.2主观散斑图5.2.3目标位移和散斑位移之间的关系5.2.3.1平面内位移5.2.3.2离面位移5.2.3.3 目标倾斜5.2.4散斑照相5.2.5评价方法5.2.5.1逐点滤波法5.2.5.2 全场磁场强度5.2.5.3傅立叶滤波法：平面外位移测量5.2.6振动目标的散斑照相：平面内振动5.2.7散斑照相的灵敏度5.2.8粒子图像测速5.2.9白光散斑照相术5.2.10剪切散斑照相术5.2.11散斑干涉测量术5.2.12散斑干涉测量中的相关系数5.2.13平面外散斑干涉仪5.2.14平面内测量：杜菲法5.2.14.1 滤波5.2.14.2条纹的形成5.2.14.3杜菲的排列：增强敏感性5.2.15散斑剪切干涉测量5.2.15.1剪切的意义5.2.15.2剪切的方法5.2.15.3散斑剪切干涉测量理论5.2.15.4条纹形成5.2.15.5不受面内平面分量影响的剪切干涉测量法5.2.16电子散斑干涉测量技术5.2.16.1外平面位移测量5.2.16.2内平面位移测量5.2.16.3振动分析5.2.16.4小目标测量5.2.17剪切电子散斑干涉测量5.2.18在电子散斑干涉-形状轮廓测量5.2.18.1照明方向的变化.5.2.18.2波长变化5.2.18.3目标周围介质的变化5.2.18.4目标倾斜5.3莫尔现象5.3.1莫尔条纹的形成5.3.1.1两直线光栅之间的莫尔条纹图5.3.2 参考光栅与变形光栅之间的莫尔条纹5.3.2.1参考和变形光栅沿Y轴调整5.3.2.2参考光栅倾斜5.3.2.3不同周期光栅5.3.3失真函数导数5.3.4变形的正弦光栅莫尔条纹5.3.4.1乘法莫尔条纹5.3.4.2附加的莫尔条纹5.3.5塔尔博特现象5.3.5.1准直照明中的塔尔博特效应.5.3.5.2截止距离5.3.5.3非准直照明中的塔尔博特效应5.4光弹性5.4.1两个平面偏振波的叠加5.4.1.1线偏振5.4.1.2圆偏振5.4.2偏振光的产生5.4.2.1反射5.4.2.2折射5.4.2.3双折射5.4.3晶体光学元件5.4.3.1偏振镜5.4.3.2相位板5.4.4二色性5.4.5散射5.4.6马吕斯定律5.4.7应力光学定律5.4.8 应变光学定律5.4.9分析方法5.4.9.1平面偏振光镜5.4.9.2曲面偏振光镜5.4.9.3评价步骤5.4.10微小条纹级次的测量5.4.10.1塔迪法5.4.11相移5.4.11.1等倾线计算5.4.11.2等色线计算5.4.12双折射涂层方法-反射式光弹性仪5.4.13全息光弹性5.4.13.1单曝光全息光弹性5.4.13.2双曝光全息光弹性5.4.14三维光弹性5.4.14.1冻结应力法5.4.14.2散射光弹性5.5显微镜5.5.1简单放大镜5.5.2复合显微镜5.5.3科勒照明5.5.4无效放大5.5.5景深5.5.6焦深5.5.7对比增强技术5.5.7.1暗视场显微观察5.5.7.2莱茵堡照明5.5.7.3相差显微术5.5.7.4干涉显微镜术5.5.7.5偏（振）光显微镜术5.5.7.6霍夫曼调制对比度5.5.7.7微分干涉相差显微术5.5.8计量显微镜5.5.9共焦扫描光学显微镜思考题第6章 折射率的测量6.1概述6.2分光仪6.3角度计6.3.1液体折射率的测量6.3.2Hilger–Chance折射计6.4基于临界角测量的方法6.4.1普尔弗里希折射计6.4.2阿贝折射计6.5布鲁斯特角的测量6.6椭圆偏光法6.6.1零椭圆偏光法6.6.2光度测定的椭圆偏光法6.6.3样本的光学常数6.6.4薄膜的光学常数6.7光谱透射测量6.7.1基底折射率6.8干涉测量思考题第7章 曲率半径和焦距的测量7.1 概述7.2曲率半径的测量7.2.1间接法：矢形纹的测量7.2.1.1机械球径计7.2.2直接测量法7.2.2.1成像7.2.2.2共轭位置的差异7.2.2.3光学球径仪7.2.2.4长曲率半径的测量7.2.2.5空腔法-凹面长曲率半径的测量7.2.2.6非常长曲率半径的测量7.2.2.7检光板曲率半径7.2.2.8牛顿环法7.3扫描轮廓测定法7.4托尔伯特干涉法曲率半径测量7.5焦距测量7.5.1薄透镜焦距7.5.1.1成像焦距7.5.1.2y′tan θ′ 方法7.5.1.3放大法7.5.1.4负发散透镜焦距7.5.1.5测节器方法7.5.1.6从共轭位置的差异测量焦距7.6莫尔偏折术思考题第8章 光学测试8.1平面试验8.1.1液体表面作为参考8.1.2三平面法校准8.2球面测试8.2.1散射板干涉仪8.2.2点衍射干涉仪8.2.3激光非等径干涉仪8.2.4菲索干涉仪8.2.5激波管干涉仪8.3非球面的测试8.3.1用计算机生成全息图的零检验8.4斜入射干涉仪8.5剪切干涉法8.6长波长干涉测量思考题第9章 角度测量9.1角度的定义9.2自准直仪9.2.1玻璃楔角的测量9.2.2棱镜的角度9.2.3直角棱镜90°角误差的测量9.2.4直角棱镜45°角误差的测量9.2.5五棱镜的检验9.3测角器9.3.1绝对角测量9.4干涉测量法9.4.1楔形板角9.4.2不透明板或长圆柱杆表面之间的夹角9.4.3棱镜干涉测试9.4.3.1直角棱镜的测试思考题第10章 厚度测量10.1基于三角测量的探头10.2光谱反射法10.3椭圆偏光法10.4干涉测量法10.4.1等色次干涉条纹10.4.2斐索干涉条纹10.4.3迈克耳孙干涉仪10.4.4海丁格尔干涉条纹10.5低相干干涉测量10.6共焦显微镜10.7光断层显微术思考题第11章 速度测量11.1概述11.2源于运动粒子粒子多普勒频移的散射11.2.1参考光束模式11.2.2条纹模式11.3散射光束风速测量法11.4多通道LDA系统11.5信号处理11.6粒子图像测速11.7甚高速测量思考题第12章压力测量12.1压敏漆12.2用光弹性材料测量压力12.3红宝石压力标准12.4法布里标准压力传感器12.4.1柔性平面镜FP标准器12.4.2折射率变化思考题第13章 基于测量的光纤（和微机电系统）13.1 概述13.2亮度调制13.2.1位移测量：纤维间的横向位移13.2.2位移传感器：光束衰减13.2.3近贴探头13.2.4微弯位移或压力传感器13.2.5液体折射率的测量：光纤折射计13.3相位调制13.3.1干涉式传感器13.3.1.1温度测量13.3.1.2光纤压力传感器13.3.1.3光纤应变传感器13.3.1.4光纤加速度计13.3.1.5光纤陀螺仪或转速传感器13.3.1.6光纤法布里-佩罗干涉仪13.4压力传感器：薄膜型13.4.1压力传感器：毛细管很好13.5布拉格光栅传感器13.6保偏单模光纤13.6.1电流测量：法拉第旋转13.7光纤生物传感器13.7.1直接光纤传感器13.7.1.1直接物理传感器13.7.1.2直接化学传感器13.7.2间接光纤传感器13.7.2.1间接物理传感器13.7.2.2间接化学传感器思考题第14章 长度测量14.1 概述14.2量块和卡规的测量14.2.1准确分数法14.3量块干涉测量：与标准的比较14.3.1量块单波长干涉测量14.4梳齿形产生与量块校准梳齿形14.4.1光学梳齿形量块的测量14.4.2频率梳齿形距离测量14.5调频式位移传感器14.5.1调频连续波激光雷达14.6干涉法测量位移14.6.1用双频激光干涉仪的位移测量14.7角度干涉仪14.8莫尔技术位移测量14.9位移分布测量14.9.1全息干涉测量14.9.2 振幅测量14.9.3电子检测：电子散斑干涉法数字散斑干涉法和散斑照相法14.10 莫尔技术14.10.1平面内位移变形的测量14.10.2二维平面位移测量14.10.3高灵敏度平面内位移测量14.10.4平面外分量测量14.10.4.1阴影莫尔法14.10.4.2投影莫尔14.10.5振幅测量14.10.6反射莫尔法14.10.7 动态斜率测定14.11数字图像相关思考题参考文献索引