《光電信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材：光學(xué)測試技術(shù)》從基本原理出發(fā)，著重闡述各種物理量的光學(xué)測試技術(shù)、方法和手段，選材上既注重基礎(chǔ)理論性更著重實(shí)用性和先進(jìn)性，是學(xué)習(xí)、掌握先進(jìn)的精密測試技術(shù)的一本入門教材和技術(shù)實(shí)用書籍。《光電信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材：光學(xué)測試技術(shù)》包括6章內(nèi)容，分別為緒論、光干涉技術(shù)、光衍射技術(shù)、光調(diào)制及掃描技術(shù)、光纖傳感技術(shù)和光納米傳感與測量技術(shù)。附錄A主要講述光信號的探測方法及其相應(yīng)電信號的處理方法，以供讀者參考使用。
利用光學(xué)進(jìn)行精密測試，一直是測試技術(shù)領(lǐng)域中的重要方法。由于光學(xué)測試方法具有非接觸性，高靈敏性，高精度性，以及光學(xué)圖像的二維、三維計量性，相關(guān)性，實(shí)時性等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使得光學(xué)測試技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、軍事、醫(yī)學(xué)及空間科學(xué)等領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。
本書以光學(xué)測試技術(shù)為中心，全面介紹了光學(xué)測試技術(shù)的基礎(chǔ)理論、測量原理、方法及特點(diǎn)，著重介紹實(shí)際應(yīng)用中的光學(xué)測試技術(shù)，起點(diǎn)較低，容易入門，又不缺乏測試技術(shù)的先進(jìn)性、全面性和實(shí)用性。本書以突出光學(xué)基礎(chǔ)理論，并緊密結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，力求體現(xiàn)近年來光學(xué)測試技術(shù)領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動態(tài)。
本書共6章，其中緒論概括了光學(xué)測試技術(shù)的研究內(nèi)容、特點(diǎn)、系統(tǒng)組成、研究現(xiàn)狀、測試方法的選擇及其發(fā)展方向等內(nèi)容；第1章主要介紹與光的干涉相關(guān)的測試技術(shù)，包括光干涉的基本原理、雙光束干涉技術(shù)、多光束干涉技術(shù)、剪切干涉技術(shù)、外差干涉技術(shù)、全息干涉技術(shù)、激光散斑干涉技術(shù)等，并給出相應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用；第2章主要介紹與光的衍射相關(guān)的測試技術(shù)，包括光衍射的原理、經(jīng)典的光衍射測量技術(shù)、光柵衍射技術(shù)、微系統(tǒng)中的衍射技術(shù)及莫爾條紋技術(shù)等；第3章主要介紹光調(diào)制及光掃描技術(shù)，包括光的調(diào)制原理、常用調(diào)制解調(diào)技術(shù)、光掃描技術(shù)、激光多普勒技術(shù)等；第4章主要介紹光纖傳感技術(shù)，包括強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器、相位調(diào)制型光纖傳感器、波長調(diào)制型光纖傳感器、偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器、光纖光柵傳感器及光纖傳感器的復(fù)用技術(shù)等；第5章主要介紹光納米傳感與測量技術(shù)，包括倏逝波原理及傳感技術(shù)、表面等離子共振技術(shù)及應(yīng)用、近場光學(xué)探測技術(shù)及應(yīng)用等。附錄A主要介紹光信號的探測方法及其相應(yīng)電信號的處理方法，以供讀者參考使用。本書可作為光電工程專業(yè)、測試計量技術(shù)及儀器專業(yè)，以及光學(xué)工程、精密儀器、控制與測量等專業(yè)的本科及研究生教材，也是工程技術(shù)與科研人員的有益參考書。
本書由浙江大學(xué)劉承教授等編著，由楊國光教授擔(dān)任主審。緒論和第3章由劉承編寫，第1章由張彩妮編寫，第2章由黃騰超編寫，第4章由王冬云編寫，第5章由張登偉編寫。光學(xué)慣性中心的所有老師都為本書的寫作提供了支持、所有研究生都為本書付出了勞動，在此表示感謝。同時感謝電子工業(yè)出版社的約稿及編輯出版工作。本書在編寫過程中，參閱了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)，這些研究成果使得本書內(nèi)容更加豐富，在此向有關(guān)作者表示感謝。
由于編者知識有限，經(jīng)驗不足，因此本書在取材和編寫上肯定會有不妥甚至錯誤之處，敬請廣大讀者批評指正。
劉承，浙江大學(xué)光電系，教授/博導(dǎo)。1989年清華大學(xué)精密儀器系光學(xué)儀器專業(yè)本科畢業(yè)。1992年浙江大學(xué)光學(xué)儀器系測試計量技術(shù)及儀器專業(yè)碩士畢業(yè)。1995年9月浙江大學(xué)光電與科學(xué)儀器系博士畢業(yè)，之后留校任教，1997年1月赴美UCDavis進(jìn)行博士后研究，1998年4月回國，在浙江大學(xué)光電信息工程系任教至今。2002年晉升教授、博導(dǎo)。現(xiàn)任浙江大學(xué)光學(xué)慣性技術(shù)工程中心主任。2010年度求是特聘教授。
緒論 光學(xué)測試技術(shù)概述
0.1 光學(xué)測試技術(shù)的特點(diǎn)
0.2 光學(xué)測試系統(tǒng)的組成
0.3 光學(xué)測試技術(shù)的現(xiàn)狀
0.4 光學(xué)測試方法的選擇
0.5 光學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展方向
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
第1章 光干涉技術(shù)
1.1 光干涉的基礎(chǔ)理論
1.1.1 相干光場的性質(zhì)
1.1.2 光的干涉條件
1.1.3 干涉條紋的對比度
1.1.4 干涉條紋的形狀與間隔
1.2 雙光束干涉技術(shù)
1.2.1 平行平板雙光束干涉
1.2.2 等厚干涉與斐索干涉儀
1.2.3 泰曼-格林干涉儀
1.2.4 馬赫-曾德爾干涉儀
1.2.5 數(shù)字干涉儀
1.3 多光束干涉技術(shù)
1.3.1 平行平板的多光束干涉條紋
1.3.2 法布里-珀羅干涉儀
1.3.3 應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀測光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)
1.3.4 應(yīng)用法布里-珀羅干涉儀比較波長
1.4 剪切干涉技術(shù)
1.4.1 波面剪切的形成
1.4.2 剪切干涉測量原理
1.4.3 剪切干涉儀及其應(yīng)用
1.5 外差干涉技術(shù)
1.5.1 外差干涉技術(shù)的提出
1.5.2 產(chǎn)生激光外差干涉的途徑
1.5.3 外差干涉測長原理
1.5.4 激光測振儀
1.6 全息干涉技術(shù)
1.6.1 全息干涉基本原理
1.6.2 全息干涉技術(shù)及應(yīng)用
1.6.3 激光全息干涉測量技術(shù)的應(yīng)用
1.7 激光散斑干涉技術(shù)
1.7.1 散斑及其形成的原理
1.7.2 散斑的性質(zhì)
1.7.3 散斑照相測量原理
1.7.4 散斑干涉測量技術(shù)
1.7.5 散斑剪切干涉術(shù)
1.7.6 散斑干涉測量的應(yīng)用
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
第2章 光衍射技術(shù)
2.1 激光衍射測量理論
2.1.1 衍射的分類
2.1.2 菲涅耳衍射
2.1.3 夫瑯禾費(fèi)衍射
2.1.4 激光衍射測量技術(shù)
2.2 微光學(xué)中的光衍射理論
2.2.1 標(biāo)量衍射理論
2.2.2 矢量衍射理論
2.3 衍射光學(xué)元件
2.3.1 衍射光柵
2.3.2 衍射光的控制與效率
2.3.3 衍射光柵的應(yīng)用
2.4 Talbot效應(yīng)及其應(yīng)用技術(shù)
2.4.1 Talbot效應(yīng)原理
2.4.2 Talbot效應(yīng)的應(yīng)用
2.5 莫爾條紋技術(shù)
2.5.1 條紋形成原理
2.5.2 衍射干涉原理
2.5.3 莫爾條紋的特點(diǎn)
2.5.4 莫爾條紋光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成與分類
2.5.5 莫爾條紋測試技術(shù)應(yīng)用
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
第3章 光調(diào)制解調(diào)及掃描技術(shù)
3.1 光調(diào)制技術(shù)
3.2 常用光調(diào)制技術(shù)
3.2.1 光強(qiáng)度的空間調(diào)制技術(shù)
3.2.2 光強(qiáng)度的時間調(diào)制技術(shù)
3.2.3 光的頻率調(diào)制技術(shù)
3.2.4 光的相位調(diào)制技術(shù)
3.2.5 光的偏振態(tài)調(diào)制技術(shù)
3.3 調(diào)制信號的解調(diào)技術(shù)
3.3.1 調(diào)幅信號的解調(diào)
3.3.2 調(diào)相信號的解調(diào)與相敏檢波
3.4 光掃描技術(shù)
3.4.1 光掃描技術(shù)原理
3.4.2 光強(qiáng)衍射掃描技術(shù)
3.4.3 相位調(diào)制掃描技術(shù)
3.4.4 白光掃描干涉技術(shù)
3.5 激光多普勒技術(shù)
3.5.1 激光多普勒效應(yīng)
3.5.2 差動多普勒技術(shù)
3.5.3 激光多普勒測速技術(shù)
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
第4章 光纖傳感技術(shù)
4.1 光纖原理與結(jié)構(gòu)
4.1.1 光纖結(jié)構(gòu)原理
4.1.2 光纖模式與傳輸
4.1.3 光纖中的偏振
4.2 光纖傳感的概念與類別
4.2.1 光纖傳感的定義及特點(diǎn)
4.2.2 光纖傳感系統(tǒng)的組成
4.2.3 光纖傳感系統(tǒng)的分類
4.2.4 調(diào)制原理分類
4.3 強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.3.1 介質(zhì)的吸收特性
4.3.2 透射式強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.3.3 光波模式強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.3.4 光吸收型強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感技術(shù)
4.4 波長調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.4.1 黑體輻射波長調(diào)制技術(shù)
4.4.2 熒光波長調(diào)制技術(shù)
4.5 相位調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.6 偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感技術(shù)
4.6.1 磁光效應(yīng)
4.6.2 磁光調(diào)制技術(shù)
4.6.3 溶液旋光性
4.7 傳光型光纖傳感技術(shù)
4.7.1 光纖微彎傳感技術(shù)
4.7.2 光纖輻射傳感技術(shù)
4.8 干涉型光纖傳感技術(shù)
4.8.1 光纖邁克耳孫干涉儀
4.8.2 光纖馬赫-曾德爾Mach-Zehnder干涉儀
4.8.3 光纖薩格納克干涉儀
4.8.4 光纖法布里-珀羅干涉儀
4.9 光纖布拉格光柵傳感技術(shù)
4.9.1 光纖布拉格光柵的原理
4.9.2 光纖布拉格光柵的應(yīng)變特性
4.9.3 光纖布拉格光柵的溫度傳感特性
4.9.4 光纖光柵傳感系統(tǒng)的基本組成
4.9.5 光纖光柵傳感器的敏感性
4.9.6 光纖光柵溫度與應(yīng)變交叉敏感特性
4.9.7 光纖光柵傳感器的波長解調(diào)技術(shù)
4.9.8 光纖光柵傳感器應(yīng)用技術(shù)
4.10 傳感器的復(fù)用技術(shù)
4.10.1 光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)的一般形式
4.10.2 點(diǎn)傳感器的復(fù)用技術(shù)
4.10.3 分布式傳感技術(shù)
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
第5章 光納米傳感與測量技術(shù)
5.1 納米光學(xué)與納米測量概述
5.2 倏逝波原理與傳感技術(shù)
5.2.1 倏逝波原理
5.2.2 基于倏逝波的傳感技術(shù)
5.3 表面等離子體共振技術(shù)
5.3.1 SPR技術(shù)原理
5.3.2 SPR技術(shù)的應(yīng)用
5.3.3 SPR傳感器的性能
5.4 近場光學(xué)探測技術(shù)
5.4.1 近場光學(xué)原理
5.4.2 光子隧道理論
5.4.3 近場探測技術(shù)
5.4.4 近場掃描光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用
5.4.5 其他的納米級測試方法
5.5 光納米傳感技術(shù)的發(fā)展方向
5.5.1 亞波長光學(xué)元件技術(shù)
5.5.2 MOEMS技術(shù)
練習(xí)與思考題
本章參考文獻(xiàn)
附錄
A 光探測及信號處理技術(shù)
A.1 光信號探測技術(shù)
A.2 模擬電信號調(diào)理技術(shù)
A.3 數(shù)字信號處理技術(shù)
練習(xí)與思考題
參考文獻(xiàn)
新書資訊