目錄
第1章 引言 1
1.1 光電測試方法概述 2
1.1.1 光電測試方法發(fā)展歷史 2
1.1.2 光電測試方法發(fā)展現狀 3
1.1.3 光電測試方法發(fā)展趨勢 4
1.2 光學計量概述 6
1.2.1 計量學基本知識 6
1.2.2 光學計量基本知識 7
1.2.3 光學計量單位體系 8
1.3 光電測試系統概述 9
1.3.1 光電測試系統組成及特點 9
1.3.2 光電測試系統基本器件 10
1.4 激光概述與高斯光束 13
1.4.1 什么是激光 13
1.4.2 激光的基本原理 14
1.4.3 高斯光束基本概念 18
參考文獻 20
第2章 光電測距方法與應用 21
2.1 光電測距方法的分類及基本原理簡介 22
2.1.1 脈沖測距 22
2.1.2 相位測距 22
2.1.3 三角測距 22
2.1.4 結構光測距 23
2.2 激光三角測距法 23
2.2.1 三角測距法的原理 23
2.2.2 三角測距法的影響因素 26
2.2.3 用于輪廓測量的三角測距傳感器 36
2.2.4 應用實例 37
2.3 飛行時間測距法 39
2.3.1 飛行時間 39
2.3.2 脈沖調制 40
2.3.3 連續(xù)波幅度調制 41
2.3.4 多頻擴展測距 49
2.3.5 先進雷達相機設備 50
2.4 結構光三維測距法 52
2.4.1 順序投影技術 54
2.4.2 單次條紋索引 58
2.4.3 三維表面成像系統的性能評價 60
2.4.4 相機和投影儀的標定技術 61
2.4.5 投影儀標定 62
2.4.6 三維表面成像技術應用實例 63
參考文獻 64
第3章 光色度檢測技術 65
3.1 輻射度學、光度學、色度學基本概念 66
3.1.1 輻射度量與光度量基礎 66
3.1.2 色度量基礎 66
3.1.3 顏色三要素 67
3.1.4 三色理論與三刺激值 67
3.1.5 CIE 1931標準色度系統 68
3.1.6 CIE色度計算方法 71
3.2 光電輻射度測量儀器 73
3.2.1 顏色測量中的色度基準 73
3.2.2 基本測色儀器 78
3.2.3 測色分光光度計 79
3.2.4 光電積分測色計 81
3.3 色度的測量方法與應用 84
3.3.1 色度檢測相關應用—白度測量 84
3.3.2 色度檢測相關應用—色溫測量 86
3.3.3 色度測量相關應用—熒光材料顏色測量 91
3.3.4 色度測量相關應用—非熒光材料色差測量 92
3.3.5 色度測量相關應用—顯示器顏色校準 92
3.3.6 色度測量相關應用—近眼顯示設備 96
參考文獻 96
第4章 光電成像測試方法與應用 97
4.1 光電成像測試技術原理 98
4.1.1 光電成像技術的產生及發(fā)展 98
4.1.2 光電成像系統的構成與分類 98
4.2 光源類型和照明方法 99
4.2.1 常見光源類型 99
4.2.2 照明方法與打光方式 101
4.3 成像光學系統 102
4.3.1 光學系統類型與光學性能 102
4.3.2 光電成像系統的對準與調焦 103
4.3.3 光電成像系統性能測試方法 110
4.4 光電成像器件 115
4.4.1 光電成像器件特性描述 115
4.4.2 工業(yè)相機的分類與選型 117
4.5 圖像處理 120
4.5.1 灰度和彩色圖像生成 121
4.5.2 閾值分割 121
4.5.3 灰度量化 122
4.5.4 邊緣和邊緣檢測 122
4.5.5 感興趣區(qū)域選擇 124
4.5.6 Blob查找與分析 124
4.5.7 形態(tài)學處理 124
4.5.8 圖像分析與識別 125
4.6 光電成像測試的應用 125
4.6.1 傳統檢測方式 125
4.6.2 自動光學檢測技術 126
4.6.3 機器視覺檢測技術 133
4.6.4 三維視覺測量技術與點云技術 136
4.6.5 光學成像檢測技術的典型場景 139
參考文獻 144
第5章 光電干涉測試方法與應用 146
5.1 干涉測試技術基礎 146
5.1.1 光波干涉的條件 146
5.1.2 干涉條紋的對比度 148
5.1.3 共程干涉儀和非共程干涉儀 150
5.2 常見干涉系統及干涉測量方法 150
5.2.1 常見干涉儀的分類方式 151
5.2.2 常見干涉檢測方法 153
5.3 激光菲佐型干涉測試方法 155
5.3.1 激光菲佐型平面干涉儀 155
5.3.2 激光菲佐型球面干涉儀 156
5.4 波面剪切干涉測試方法 158
5.4.1 剪切干涉技術的原理介紹 158
5.4.2 關于剪切量的分析 160
5.4.3 剪切干涉裝置 161
5.4.4 剪切散斑干涉技術介紹 167
5.4.5 剪切散斑干涉技術研究進展 174
5.5 激光全息干涉測試方法 177
5.5.1 全息技術的基本原理 178
5.5.2 全息干涉測量的原理 178
5.5.3 靈敏度矢量和形變向量 180
5.5.4 相移法確定相位 181
5.5.5 全息干涉測量裝置及應用實例 182
5.6 激光外差干涉測量技術 186
5.6.1 激光外差干涉原理 186
5.6.2 激光外差干涉儀的頻差產生方式 187
5.6.3 激光外差法測量微振動的理論分析 188
5.7 激光相移干涉測試方法 190
5.7.1 相移干涉技術基本原理 190
5.7.2 相移干涉調制與解調方法 191
5.7.3 相移干涉技術實現方法 193
5.8 激光干涉精密測量與應用 195
5.8.1 新型雙頻激光干涉儀 195
5.8.2 引力波探測 199
5.8.3 大口徑望遠鏡主鏡檢測 200
5.8.4 天體測量 200
參考文獻 201
第6章 光學衍射測試方法及應用 204
6.1 激光衍射測試技術基礎 204
6.1.1 惠更斯-菲涅耳原理 204
6.1.2 巴比涅原理 204
6.1.3 單縫夫瑯禾費衍射 205
6.1.4 圓孔夫瑯禾費衍射 206
6.2 激光衍射測量方法 207
6.2.1 間隙測量法 207
6.2.2 反射衍射測量法 209
6.2.3 分離間隙法 210
6.2.4 互補測量法 212
6.2.5 艾里斑測量法 213
6.3 光學衍射測試法的應用 214
6.3.1 衍射光柵技術 214
6.3.2 激光衍射傳感器 216
6.3.3 光學邊緣衍射技術 217
參考文獻 228