前言


第1章激光測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)1

1.1激光產(chǎn)生原理及激光器1

1.1.1輻射理論概要1

1.1.2激光產(chǎn)生的條件2

1.1.3典型激光器5

1.2激光的基本物理性質(zhì)9

1.2.1激光的方向性9

1.2.2激光的高亮度10

1.2.3激光的單色性10

1.2.4激光的相干性11

1.2.5激光的模式13

1.3激光的基本技術(shù)15

1.3.1激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)15

1.3.2激光選模技術(shù)17

1.3.3激光穩(wěn)頻技術(shù)19

1.4高斯(Guassian)光束23

1.4.1高斯光束表達(dá)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高斯光束的準(zhǔn)直26

第2章激光干涉測(cè)量技術(shù)29

2.1雙光束干涉測(cè)量29

2.1.1雙光束干涉的基本原理29

2.1.2干涉測(cè)長原理30

2.1.3干涉儀的組成31

2.1.4干涉條紋對(duì)比度35

2.1.5雙光束干涉的應(yīng)用36

2.2雙頻激光干涉測(cè)量43

2.2.1雙頻激光干涉的原理43

2.2.2塞曼雙頻激光44

2.2.3聲光調(diào)制雙頻激光45

2.2.4雙頻激光干涉儀的應(yīng)用46

2.3激光移相干涉測(cè)量50

2.3.1激光移相干涉測(cè)量原理50

2.3.2激光移相干涉測(cè)量的特點(diǎn)51

2.3.3激光移相干涉測(cè)量的應(yīng)用52

2.4激光全息干涉測(cè)量55

2.4.1全息干涉的基本原理55

2.4.2全息干涉測(cè)量技術(shù)59

2.4.3全息干涉測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用61

2.5激光散斑干涉測(cè)量67

2.5.1散斑干涉的基本原理68

2.5.2散斑干涉測(cè)量技術(shù)69

2.5.3電子散斑干涉測(cè)量71

2.5.4散斑干涉測(cè)量的應(yīng)用72

2.6激光光纖干涉測(cè)量74

2.6.1光纖干涉儀的結(jié)構(gòu)形式74

2.6.2光纖干涉儀的應(yīng)用76

第3章激光衍射測(cè)量技術(shù)80

3.1激光衍射測(cè)量原理80

3.1.1激光衍射的種類80

3.1.2單縫衍射81

3.1.3圓孔衍射測(cè)量84

3.2激光衍射測(cè)量方法85

3.2.1間隙測(cè)量法85

3.2.2反射衍射法87

3.2.3分離間隙法89

3.2.4互補(bǔ)測(cè)量法91

3.2.5艾里斑測(cè)量法92

3.3激光衍射測(cè)量的應(yīng)用92

3.3.1物理量傳感器93

3.3.2薄膜材料表面涂層厚度測(cè)量93

3.3.3全長剖面測(cè)量94

3.3.4振動(dòng)測(cè)量95

3.3.5直徑測(cè)量95

3.3.6薄帶寬度測(cè)量96

3.3.7粒子分布測(cè)量97

3.3.8衍射光柵測(cè)量98

第4章激光準(zhǔn)直及多自由度測(cè)量技術(shù)100

4.1激光準(zhǔn)直測(cè)量原理100

4.1.1振幅測(cè)量法100

4.1.2干涉測(cè)量法102

4.1.3偏振測(cè)量法104

4.2激光準(zhǔn)直儀的組成105

4.2.1激光器105

4.2.2光束準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)106

4.2.3光電探測(cè)及處理電路108

4.2.4激光束漂移補(bǔ)償111

4.3激光準(zhǔn)直測(cè)量的應(yīng)用 112

4.3.1直線度的測(cè)量113

4.3.2同軸度的測(cè)量113

4.3.3用激光準(zhǔn)直儀制導(dǎo)鏜內(nèi)孔113

4.4激光多自由度測(cè)量114

4.4.1兩自由度測(cè)量 115

4.4.2四自由度測(cè)量 115

4.4.3五自由度和六自由度測(cè)量 116

第5章激光三角法測(cè)量技術(shù)120

5.1激光三角法位移測(cè)量原理120

5.2激光三角位移傳感器122

5.2.1激光三角位移傳感器的組成122

5.2.2激光三角位移傳感器的光路結(jié)構(gòu)122

5.2.3激光三角位移傳感器的信號(hào)處理系統(tǒng)123

5.2.4激光三角位移傳感器的誤差源123

5.2.5激光三角位移傳感器的性能參數(shù)124

5.3回轉(zhuǎn)射線簇測(cè)量技術(shù)125

5.3.1孔徑測(cè)量125

5.3.2孔心定位125

5.3.3基于極坐標(biāo)的回轉(zhuǎn)射線簇測(cè)量126

5.3.4回轉(zhuǎn)射線簇的物理實(shí)現(xiàn)127

5.4基于回轉(zhuǎn)射線簇的內(nèi)尺寸測(cè)量127

5.4.1兩平行平面距離測(cè)量127

5.4.2二面角測(cè)量130

5.5回轉(zhuǎn)射線簇靜態(tài)實(shí)現(xiàn)131

5.6激光三角法測(cè)量技術(shù)的工程應(yīng)用132

5.6.1大型連桿孔徑及孔心距測(cè)量定位132

5.6.2發(fā)動(dòng)機(jī)箱體主軸孔徑測(cè)量133

5.6.3大型管道內(nèi)壁尺寸形貌測(cè)量134

第6章激光視覺三維測(cè)量技術(shù)136

6.1激光視覺測(cè)量原理136

6.1.1視覺測(cè)量數(shù)學(xué)模型137

6.1.2結(jié)構(gòu)光視覺測(cè)量144

6.2激光掃描表面三維測(cè)量153

6.2.1主動(dòng)掃描測(cè)量153

6.2.2被動(dòng)掃描測(cè)量154

6.2.3頻閃結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量157

6.3激光視覺三維測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用159

6.3.1轎車白車身視覺測(cè)量系統(tǒng)159

6.3.2無縫鋼管直線度激光視覺測(cè)量系統(tǒng)164

6.3.3巖石表面激光掃描三維測(cè)量系統(tǒng)165

6.3.4錫膏厚度激光3D掃描儀166

6.3.5截面輪廓激光視覺檢測(cè)系統(tǒng)168

第7章激光其他測(cè)量技術(shù)171

7.1激光測(cè)速技術(shù)171

7.1.1激光多普勒速度測(cè)量技術(shù)171

7.1.2粒子圖像測(cè)速176

7.1.3多普勒全場(chǎng)測(cè)速179

7.2激光掃描測(cè)徑技術(shù)181

7.2.1轉(zhuǎn)鏡掃描測(cè)徑181

7.2.2位相調(diào)制掃描測(cè)量技術(shù)183

7.3激光測(cè)距技術(shù)185

7.3.1激光相位測(cè)距185

7.3.2脈沖激光測(cè)距188

7.3.3飛秒激光頻率梳測(cè)距190

參考文獻(xiàn)194