前言


第1章激光測量技術基礎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15

1.3.1激光偏轉(zhuǎn)技術15

1.3.2激光選模技術17

1.3.3激光穩(wěn)頻技術19

1.4高斯(Guassian)光束23

1.4.1高斯光束表達式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高斯光束的準直26

第2章激光干涉測量技術29

2.1雙光束干涉測量29

2.1.1雙光束干涉的基本原理29

2.1.2干涉測長原理30

2.1.3干涉儀的組成31

2.1.4干涉條紋對比度35

2.1.5雙光束干涉的應用36

2.2雙頻激光干涉測量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用46

2.3激光移相干涉測量50

2.3.1激光移相干涉測量原理50

2.3.2激光移相干涉測量的特點51

2.3.3激光移相干涉測量的應用52

2.4激光全息干涉測量55

2.4.1全息干涉的基本原理55

2.4.2全息干涉測量技術59

2.4.3全息干涉測量技術的應用61

2.5激光散斑干涉測量67

2.5.1散斑干涉的基本原理68

2.5.2散斑干涉測量技術69

2.5.3電子散斑干涉測量71

2.5.4散斑干涉測量的應用72

2.6激光光纖干涉測量74

2.6.1光纖干涉儀的結(jié)構(gòu)形式74

2.6.2光纖干涉儀的應用76

第3章激光衍射測量技術80

3.1激光衍射測量原理80

3.1.1激光衍射的種類80

3.1.2單縫衍射81

3.1.3圓孔衍射測量84

3.2激光衍射測量方法85

3.2.1間隙測量法85

3.2.2反射衍射法87

3.2.3分離間隙法89

3.2.4互補測量法91

3.2.5艾里斑測量法92

3.3激光衍射測量的應用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量93

3.3.3全長剖面測量94

3.3.4振動測量95

3.3.5直徑測量95

3.3.6薄帶寬度測量96

3.3.7粒子分布測量97

3.3.8衍射光柵測量98

第4章激光準直及多自由度測量技術100

4.1激光準直測量原理100

4.1.1振幅測量法100

4.1.2干涉測量法102

4.1.3偏振測量法104

4.2激光準直儀的組成105

4.2.1激光器105

4.2.2光束準直擴束系統(tǒng)106

4.2.3光電探測及處理電路108

4.2.4激光束漂移補償111

4.3激光準直測量的應用 112

4.3.1直線度的測量113

4.3.2同軸度的測量113

4.3.3用激光準直儀制導鏜內(nèi)孔113

4.4激光多自由度測量114

4.4.1兩自由度測量 115

4.4.2四自由度測量 115

4.4.3五自由度和六自由度測量 116

第5章激光三角法測量技術120

5.1激光三角法位移測量原理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)射線簇測量技術125

5.3.1孔徑測量125

5.3.2孔心定位125

5.3.3基于極坐標的回轉(zhuǎn)射線簇測量126

5.3.4回轉(zhuǎn)射線簇的物理實現(xiàn)127

5.4基于回轉(zhuǎn)射線簇的內(nèi)尺寸測量127

5.4.1兩平行平面距離測量127

5.4.2二面角測量130

5.5回轉(zhuǎn)射線簇靜態(tài)實現(xiàn)131

5.6激光三角法測量技術的工程應用132

5.6.1大型連桿孔徑及孔心距測量定位132

5.6.2發(fā)動機箱體主軸孔徑測量133

5.6.3大型管道內(nèi)壁尺寸形貌測量134

第6章激光視覺三維測量技術136

6.1激光視覺測量原理136

6.1.1視覺測量數(shù)學模型137

6.1.2結(jié)構(gòu)光視覺測量144

6.2激光掃描表面三維測量153

6.2.1主動掃描測量153

6.2.2被動掃描測量154

6.2.3頻閃結(jié)構(gòu)光掃描測量157

6.3激光視覺三維測量技術的應用159

6.3.1轎車白車身視覺測量系統(tǒng)159

6.3.2無縫鋼管直線度激光視覺測量系統(tǒng)164

6.3.3巖石表面激光掃描三維測量系統(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系統(tǒng)168

第7章激光其他測量技術171

7.1激光測速技術171

7.1.1激光多普勒速度測量技術171

7.1.2粒子圖像測速176

7.1.3多普勒全場測速179

7.2激光掃描測徑技術181

7.2.1轉(zhuǎn)鏡掃描測徑181

7.2.2位相調(diào)制掃描測量技術183

7.3激光測距技術185

7.3.1激光相位測距185

7.3.2脈沖激光測距188

7.3.3飛秒激光頻率梳測距190

參考文獻194