本書從光電儀器總體設計出發(fā)，結合現(xiàn)代設計理念，系統(tǒng)、全面地闡述了光電儀器的基本理論和設計方法，詳細介紹了儀器的主要部件和關鍵技術，并結合應用實例講解了光電儀器設計的思路和過程。
本書分為9章，內容包括：光電儀器設計概論，現(xiàn)代儀器設計方法，儀器精度分析與設計，光源與照明系統(tǒng)，光學元件的選擇與調整，光電探測器，標準量與標準器，運動與對準，典型儀器的原理與分析。
本書適用于光電信息科學與工程、測控技術與儀器等高等學校光電類專業(yè)的師生，以及光學工程、儀器科學與技術相關學科專業(yè)的高年級學生及研究生，還可供從事光電儀器的研究、設計、科研、生產(chǎn)的工程技術人員學習和參考。
第一章 光電儀器設計概論
第一節(jié) 光電儀器的發(fā)展與特點
一、光電儀器的發(fā)展歷程
二、光電儀器的特點
第二節(jié) 光電儀器的分類與組成
一、光電儀器的分類
二、光電儀器的組成
三、光電儀器設計的研究對象
第三節(jié) 總體設計的基本觀點及設計步驟
一、總體設計方法
二、新儀器的設計步驟
三、光電儀器設計的研究方法
參考文獻
第二章 現(xiàn)代儀器設計方法
前言
第一章 光電儀器設計概論
第一節(jié) 光電儀器的發(fā)展與特點
一、光電儀器的發(fā)展歷程
二、光電儀器的特點
第二節(jié) 光電儀器的分類與組成
一、光電儀器的分類
二、光電儀器的組成
三、光電儀器設計的研究對象
第三節(jié) 總體設計的基本觀點及設計步驟
一、總體設計方法
二、新儀器的設計步驟
三、光電儀器設計的研究方法
參考文獻
第二章 現(xiàn)代儀器設計方法
第一節(jié) 設計方法學
一、設計方法學的發(fā)展歷程
二、設計方法學的研究對象和方法
第二節(jié) 人機工程學
一、儀器參數(shù)的設計
二、儀器性能的提高
三、操作者主觀感受的改善
第三節(jié) 優(yōu)化設計方法
一、優(yōu)化設計方法及步驟
二、優(yōu)化設計實例
第四節(jié) 有限元分析
一、有限元分析概述
二、有限元分析實例
第五節(jié) 可靠性設計
一、可靠性的評價指標
二、可靠性的分配方法
參考文獻
第三章 儀器精度分析與設計
第一節(jié) 儀器的誤差與精度
一、誤差的基本概念
二、精度的含義和儀器的精度指標
三、儀器誤差的來源
第二節(jié) 儀器誤差的分析與計算
一、微分法
二、幾何法
三、逐步投影法
四、其他方法
第三節(jié) 儀器誤差的合成
一、隨機誤差的合成
二、系統(tǒng)誤差的合成
三、不同性質誤差的合成
四、儀器誤差合成實例
第四節(jié) 儀器精度的分配
一、儀器精度的分配方法
二、儀器精度分配實例
第五節(jié) 提高精度的基本設計原則
一、阿貝原則及其擴展
二、光學自適應原則
三、圓周封閉原則
四、其他相關原則
第六節(jié) 儀器誤差的補償方法
參考文獻
第四章 光源與照明系統(tǒng)
第一節(jié) 光源的基本特性參數(shù)
一、有關光源的幾個基本概念
二、選擇光源時要注意的幾個問題
第二節(jié) 光電儀器中常用的光源
一、熱輻射光源
二、氣體光源
三、發(fā)光二極管
四、激光光源
第三節(jié) 目標類型
一、點光源
二、線光源
三、面光源
第四節(jié) 照明系統(tǒng)
一、對照明系統(tǒng)的要求
二、設計照明系統(tǒng)時要遵循的原則
三、照明方式及其結構尺寸
四、對照明系統(tǒng)像差的考慮
參考文獻
第五章 光學元件的選擇與調整
第一節(jié) 幾何光學元件
一、透鏡
二、反射鏡
三、棱鏡
第二節(jié) 物理光學元件
一、光柵
二、偏振器與波片
第三節(jié) 新型光學元件
一、光纖
二、微小光學元件
第四節(jié) 光學元件的誤差分配與裝配校正
一、光學元件的誤差分配
二、光學元件的裝配校正
參考文獻
第六章 光電探測器
第一節(jié) 光電探測器的性能參數(shù)
一、光學特性參數(shù)
二、光電轉換特性參數(shù)
三、電學特性參數(shù)
第二節(jié) 光電探測器的工作原理與分類
一、光電探測器的物理效應
二、光電子發(fā)射探測器
三、光電導探測器
四、光伏探測器
五、熱探測器
第三節(jié) 光電探測器應用實例
一、三維坐標測量——PSD
二、光強檢測——光敏二極管
三、光譜分析——線陣CCD
參考文獻
第七章 標準量與標準器
第一節(jié) 計量標準概述
一、國際單位制（SI）
二、量值的傳遞方法
第二節(jié) 標尺與度盤
一、標尺的分類和特點
二、標尺的誤差和精度等級
三、度盤及其誤差
四、度盤參數(shù)的選擇
第三節(jié) 計量光柵
一、計量光柵及分類
二、莫爾條紋的形成原理
三、莫爾條紋的種類和特點
四、莫爾條紋的讀數(shù)原理與絕對測量
五、計量光柵參數(shù)的選擇
六、計量光柵誤差分析
第四節(jié) 光學編碼度盤
一、光學編碼度盤與編碼
二、光學編碼度盤的參數(shù)選擇
第五節(jié) 光波長
參考文獻
第八章 運動與對準
第一節(jié) 結構設計的基本原則
一、運動學原則
二、變形最小原則
第二節(jié) 微位移機構
一、微位移技術簡介
二、機械式微位移機構
三、壓電、電致伸縮器件
第三節(jié) 光學與光電瞄準
一、光學瞄準
二、光電顯微鏡
三、光電自動對準系統(tǒng)
第四節(jié) 軸向對準
一、像散法
二、斜光束法
三、偏心光束法
四、臨界角法
五、精密自動定位器設計實例
參考文獻
第九章 典型儀器的原理與分析
第一節(jié) 激光干涉儀
一、干涉測長的基本原理
二、單元部件分析
三、干涉儀的發(fā)展及應用領域
第二節(jié) 光學輪廓儀
一、光學輪廓儀的基本原理
二、單元部件分析
三、光學輪廓儀的發(fā)展及應用領域
第三節(jié) 共焦顯微鏡
一、基本原理
二、單元部件分析
三、共焦顯微鏡的應用領域
第四節(jié) 投影儀
一、計量投影儀的基本原理
二、單元部件分析
三、投影儀的發(fā)展趨勢
第五節(jié) 光譜儀
一、光譜儀的基本組成
二、光譜儀的評價指標
三、光譜儀的發(fā)展及應用領域
參考文獻
前言
第一章 光電儀器設計概論
第一節(jié) 光電儀器的發(fā)展與特點
一、光電儀器的發(fā)展歷程
二、光電儀器的特點
第二節(jié) 光電儀器的分類與組成
一、光電儀器的分類
二、光電儀器的組成
三、光電儀器設計的研究對象
第三節(jié) 總體設計的基本觀點及設計步驟
一、總體設計方法
二、新儀器的設計步驟
三、光電儀器設計的研究方法
參考文獻
第二章 現(xiàn)代儀器設計方法
前言
第一章 光電儀器設計概論
第一節(jié) 光電儀器的發(fā)展與特點
一、光電儀器的發(fā)展歷程
二、光電儀器的特點
第二節(jié) 光電儀器的分類與組成
一、光電儀器的分類
二、光電儀器的組成
三、光電儀器設計的研究對象
第三節(jié) 總體設計的基本觀點及設計步驟
一、總體設計方法
二、新儀器的設計步驟
三、光電儀器設計的研究方法
參考文獻
第二章 現(xiàn)代儀器設計方法
第一節(jié) 設計方法學
一、設計方法學的發(fā)展歷程
二、設計方法學的研究對象和方法
第二節(jié) 人機工程學
一、儀器參數(shù)的設計
二、儀器性能的提高
三、操作者主觀感受的改善
第三節(jié) 優(yōu)化設計方法
一、優(yōu)化設計方法及步驟
二、優(yōu)化設計實例
第四節(jié) 有限元分析
一、有限元分析概述
二、有限元分析實例
第五節(jié) 可靠性設計
一、可靠性的評價指標
二、可靠性的分配方法
參考文獻
第三章 儀器精度分析與設計
第一節(jié) 儀器的誤差與精度
一、誤差的基本概念
二、精度的含義和儀器的精度指標
三、儀器誤差的來源
第二節(jié) 儀器誤差的分析與計算
一、微分法
二、幾何法
三、逐步投影法
四、其他方法
第三節(jié) 儀器誤差的合成
一、隨機誤差的合成
二、系統(tǒng)誤差的合成
三、不同性質誤差的合成
四、儀器誤差合成實例
第四節(jié) 儀器精度的分配
一、儀器精度的分配方法
二、儀器精度分配實例
第五節(jié) 提高精度的基本設計原則
一、阿貝原則及其擴展
二、光學自適應原則
三、圓周封閉原則
四、其他相關原則
第六節(jié) 儀器誤差的補償方法
參考文獻
第四章 光源與照明系統(tǒng)
第一節(jié) 光源的基本特性參數(shù)
一、有關光源的幾個基本概念
二、選擇光源時要注意的幾個問題
第二節(jié) 光電儀器中常用的光源
一、熱輻射光源
二、氣體光源
三、發(fā)光二極管
四、激光光源
第三節(jié) 目標類型
一、點光源
二、線光源
三、面光源
第四節(jié) 照明系統(tǒng)
一、對照明系統(tǒng)的要求
二、設計照明系統(tǒng)時要遵循的原則
三、照明方式及其結構尺寸
四、對照明系統(tǒng)像差的考慮
參考文獻
第五章 光學元件的選擇與調整
第一節(jié) 幾何光學元件
一、透鏡
二、反射鏡
三、棱鏡
第二節(jié) 物理光學元件
一、光柵
二、偏振器與波片
第三節(jié) 新型光學元件
一、光纖
二、微小光學元件
第四節(jié) 光學元件的誤差分配與裝配校正
一、光學元件的誤差分配
二、光學元件的裝配校正
參考文獻
第六章 光電探測器
第一節(jié) 光電探測器的性能參數(shù)
一、光學特性參數(shù)
二、光電轉換特性參數(shù)
三、電學特性參數(shù)
第二節(jié) 光電探測器的工作原理與分類
一、光電探測器的物理效應
二、光電子發(fā)射探測器
三、光電導探測器
四、光伏探測器
五、熱探測器
第三節(jié) 光電探測器應用實例
一、三維坐標測量——PSD
二、光強檢測——光敏二極管
三、光譜分析——線陣CCD
參考文獻
第七章 標準量與標準器
第一節(jié) 計量標準概述
一、國際單位制（SI）
二、量值的傳遞方法
第二節(jié) 標尺與度盤
一、標尺的分類和特點
二、標尺的誤差和精度等級
三、度盤及其誤差
四、度盤參數(shù)的選擇
第三節(jié) 計量光柵
一、計量光柵及分類
二、莫爾條紋的形成原理
三、莫爾條紋的種類和特點
四、莫爾條紋的讀數(shù)原理與絕對測量
五、計量光柵參數(shù)的選擇
六、計量光柵誤差分析
第四節(jié) 光學編碼度盤
一、光學編碼度盤與編碼
二、光學編碼度盤的參數(shù)選擇
第五節(jié) 光波長
參考文獻
第八章 運動與對準
第一節(jié) 結構設計的基本原則
一、運動學原則
二、變形最小原則
第二節(jié) 微位移機構
一、微位移技術簡介
二、機械式微位移機構
三、壓電、電致伸縮器件
第三節(jié) 光學與光電瞄準
一、光學瞄準
二、光電顯微鏡
三、光電自動對準系統(tǒng)
第四節(jié) 軸向對準
一、像散法
二、斜光束法
三、偏心光束法
四、臨界角法
五、精密自動定位器設計實例
參考文獻
第九章 典型儀器的原理與分析
第一節(jié) 激光干涉儀
一、干涉測長的基本原理
二、單元部件分析
三、干涉儀的發(fā)展及應用領域
第二節(jié) 光學輪廓儀
一、光學輪廓儀的基本原理
二、單元部件分析
三、光學輪廓儀的發(fā)展及應用領域
第三節(jié) 共焦顯微鏡
一、基本原理
二、單元部件分析
三、共焦顯微鏡的應用領域
第四節(jié) 投影儀
一、計量投影儀的基本原理
二、單元部件分析
三、投影儀的發(fā)展趨勢
第五節(jié) 光譜儀
一、光譜儀的基本組成
二、光譜儀的評價指標
三、光譜儀的發(fā)展及應用領域
參考文獻
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