精密激光測量技術與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍鵬程 等 著

圖書標籤:

• 激光測量
• 精密測量
• 光學測量
• 測量技術
• 傳感器
• 儀器儀錶
• 激光技術
• 工業測量
• 誤差分析
• 係統設計

店鋪： 潤軒澤轅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030460141

商品編碼：11196414472

包裝：平裝

齣版時間：2016-08-01

《現代光學設計與工程實踐》圖書簡介 本書係統闡述瞭現代光學係統設計與工程化實施的關鍵理論、方法與實踐經驗。全書內容聚焦於如何將先進的光學原理轉化為高效、可靠的實際工程應用，旨在為光學工程師、係統設計師以及相關領域的研究人員提供一本兼具深度與廣度的參考手冊。 第一部分：光學基礎理論的工程化重構 本部分深入探討瞭傳統光學理論在現代高精度係統中的應用局限與拓展。首先，詳細剖析瞭衍射光學、幾何光學與波動光學在不同尺度和精度要求下的適用性邊界。重點介紹瞭非球麵與自由麯麵光學元件的設計原理，包括Zernike多項式、 উপযোগী（）多項式以及基於點陣的相位闆設計方法。 在光學設計部分，我們引入瞭像差理論的廣義擴展，超越瞭傳統的Seidel像差，著重分析瞭高數值孔徑（NA）係統中的高階像差、離軸係統中的畸變與場麯控製，並詳細闡述瞭如何利用優化算法（如模擬退火、遺傳算法、全局優化策略）進行係統性能的迭代改進。此外，對現代光學設計軟件（如Zemax, CODE V）中的高級功能和自定義腳本的編寫與應用進行瞭深入的實戰指導。 第二部分：先進光學元件製造與檢測技術 本部分是連接理論與實物的橋梁，詳細介紹瞭高精度光學元件的製造工藝流程和質量控製標準。 1. 超精密加工技術： 非球麵與自由麯麵加工： 重點介紹瞭數控磨拋（CNC Grinding and Polishing）技術，包括點接觸磨削（PCD Milling）、磁流變拋光（MRF）和離子束拋光（Ion Beam Figuring, IBF）的原理、精度範圍及其在微米/納米級錶麵形貌控製中的應用。 精密光學元件的特種製造： 涵蓋瞭玻璃模壓成型（Glass Molding）、注射成型（Injection Molding）在批量化生産中的應用，以及微納結構陣列（如衍射光柵、超錶麵）的光刻、刻蝕和電子束直寫技術。 2. 先進鍍膜技術與錶徵： 薄膜設計與應力控製： 詳細介紹瞭多層介質膜的理論計算，包括設計截止波長、帶寬控製、反射抑製（Anti-Reflection, AR）和高反（High-Reflectance, HR）膜係。特彆關注瞭高功率激光應用中的膜層損傷閾值（LIDT）優化和薄膜應力對元件形變的影響及補償措施。 真空鍍膜工藝： 對電子束蒸發、磁控濺射（Sputtering）等主流工藝的參數控製、環境影響及膜層結構分析進行瞭詳盡的闡述。 3. 光學元件計量與檢測： 麵形測量技術： 深入比較瞭乾涉測量法（如基於Fizeau、Michelson乾涉儀）和輪廓測量法（如共聚焦顯微鏡、AFM）的適用場景、分辨率和局限性。重點討論瞭波前測量技術（如Shack-Hartmann傳感器）在實時自適應係統中的應用。 錶麵粗糙度與散射分析： 介紹瞭散射測量儀（Scatterometer）的工作原理，以及如何通過BRDF（雙嚮反射分布函數）來評估和控製光學錶麵的微觀散射特性，這對低雜散光係統設計至關重要。 第三部分：集成光學係統與工程化挑戰 本部分探討瞭如何將單獨的光學元件集成到復雜的、具有特定環境要求的實用係統中。 1. 係統集成與裝調： 光學組件的機械設計： 強調瞭光學係統熱穩定性、剛度和應力釋放的設計原則。討論瞭如何利用有限元分析（FEA）來預測光學元件在溫度變化、振動衝擊下的形變，並設計相應的溫控與減震機構。 高精度裝配與耦閤： 詳細介紹瞭精密光學係統的對準（Alignment）技術，包括激光乾涉儀輔助對準、圖像處理輔助對準，以及光機一體化設計中公差的傳遞與分配（Tolerance Stacking）。 2. 現代光學係統的分類與應用案例： 高分辨率成像係統： 以高清晰度遠攝鏡頭和顯微物鏡為例，分析瞭如何平衡視場（FOV）、放大倍率和係統色差校正。 激光光束整形與傳輸係統： 討論瞭如何使用巴特勒矩陣（ABCD矩陣）進行光束傳播分析，以及擴展光束、聚焦高能激光束所需的關鍵光學元件（如DOE、LCoS）。 先進光譜儀器設計： 側重於多通道成像光譜儀和傅裏葉變換光譜儀中，對色散元件（如全息光柵）的精度要求及其對係統信噪比的影響。 結語 本書的特色在於其強烈的工程導嚮性，不僅提供瞭豐富的理論模型，更著重於從材料選擇、工藝控製到最終係統驗證的完整鏈條管理。通過對大量工程案例的剖析，讀者可以掌握將前沿光學理論轉化為可量産、高性能工程産品的關鍵技能。本書是光學工程領域追求極緻性能與可靠性的專業人士不可或缺的工具書。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書的過程，感覺就像是接受瞭一次非常紮實的專業訓練。作者在講解精密激光測量係統的構成時，將各個子係統，例如光源、調製係統、探測器、數據處理單元等，都進行瞭細緻的剖析，並且強調瞭它們之間的相互作用和影響。我特彆關注瞭書中關於光學元件的選型和公差控製的章節，作者在這一塊的論述非常深入，詳細解釋瞭不同材料、不同鍍膜對測量精度的影響，以及如何通過閤理的公差設計來保證係統的整體性能。而且，在一些具體的測量案例分析中，作者還穿插瞭一些實際工作中可能遇到的問題，比如環境乾擾、目標錶麵特性對測量結果的影響，並提供瞭相應的解決方案。這一點讓我覺得這本書非常貼近實際需求，而不是停留在純理論的層麵。書中對於不同測量場景下，係統參數的優化和調整也給齣瞭不少實用的建議，這對於剛接觸這一領域的研究人員或者工程師來說，是極大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，可以說是相當的愉悅。作者在文字的運用上，既有嚴謹的科學性，又不失生動性。即使是對於一些非常復雜的概念，作者也能用相對淺顯易懂的語言進行闡釋，並且經常穿插一些有趣的類比，讓讀者能夠輕鬆地理解。例如，在講解激光雷達（LiDAR）的原理時，作者就將其比作“用光來量距離的超級尺子”，這樣的比喻立刻就拉近瞭讀者與高科技之間的距離。書中對於不同測量模式的比較分析，也做得相當到位，作者不僅列舉瞭各種模式的特點，還會從實際應用的角度，分析哪種模式更適閤解決特定的測量問題。我尤其欣賞書中對於數據采集和處理算法的講解，雖然算法本身可能比較復雜，但作者通過詳細的流程圖和實例，將整個過程變得清晰明瞭。而且，書中還涉及到瞭一些關於軟件開發和係統集成的知識，這對於構建一個完整的精密激光測量係統來說，是不可或缺的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，實在是值得稱贊。開篇的章節，並沒有直接 dive into 復雜的數學模型，而是從激光的基本原理和測量學的基本概念入手，為讀者打下瞭堅實的基礎。隨後，作者巧妙地引入瞭各種不同的精密激光測量技術，例如時間飛行（Time-of-Flight）測量、相位測量、差分乾涉測量等，並且在講解每一種技術時，都力求做到邏輯清晰、條理分明。更令人稱道的是，作者不僅僅是描述這些技術，還會深入分析它們的優缺點、適用範圍以及在實際應用中可能遇到的挑戰。我尤其喜歡書中關於誤差分析和不確定度評定的章節，作者通過生動的例子，將復雜的統計學原理轉化為易於理解的實踐指導，這對於需要進行嚴謹測量評估的工程師來說，無疑是寶貴的財富。而且，書中配有大量的圖示和錶格，這些視覺化的輔助材料極大地增強瞭內容的易讀性和理解性，讓原本可能枯燥的理論知識變得生動起來。

評分☆☆☆☆☆

從技術的角度來看，這本書在對精密激光測量係統進行詳盡剖析的同時，也巧妙地融入瞭相當一部分關於前沿技術發展的洞察。書中對於不同類型激光器的特性及其在測量中的適用性進行瞭深入的比較分析，這一點對於我這樣需要根據具體應用場景選擇閤適激光器的讀者來說，具有極高的參考價值。作者並沒有停留在對現有技術的介紹，而是將目光投嚮瞭未來的發展趨勢，比如在一些章節中，提到瞭基於機器學習的激光測量數據處理和優化，以及微型化、集成化激光測量係統的發展前景。這一點讓我感到非常驚喜，因為很多同類書籍往往會止步於經典技術，而這本書則展現齣瞭作者對整個領域發展方嚮的深刻理解。在係統設計的部分，作者對不同傳感器、光學元件的選擇以及它們之間的配閤關係做瞭詳盡的論述，並提供瞭不少具體的工程化建議，這對於實際項目的設計和實施有著直接的指導意義。特彆是關於光路設計和穩定性控製的章節，充滿瞭實操性的技巧和經驗，讀起來讓人覺得非常踏實。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，總的來說，是讓人眼前一亮。作者在敘述過程中，並沒有一上來就拋齣晦澀難懂的公式和模型，而是循序漸進地引導讀者進入這個精密的測量世界。剛開始讀的時候，我還擔心會遇到很多理論性的障礙，但事實證明我的擔憂是多餘的。書中對一些基礎的光學原理，比如衍射、乾涉的解釋，非常清晰到位，而且往往會結閤一些實際的例子，讓我能夠很快地理解這些抽象的概念是如何應用到實際的測量中的。尤其是關於激光作為測量工具的獨特性，作者進行瞭深入的剖析，從激光的相乾性、單色性到方嚮性，都詳細解釋瞭這些特性如何轉化為高精度的測量能力。而且，在介紹一些測量方法的原理時，書中穿插瞭一些曆史性的發展脈絡，這讓整個閱讀過程不至於枯燥，反而充滿瞭知識的趣味性。我對書中關於激光三角測量法的講解印象尤為深刻，作者不僅闡述瞭基本原理，還進一步探討瞭誤差分析和補償策略，這對於實際應用來說至關重要。感覺作者是在努力搭建一座橋梁，讓非專業背景的讀者也能跨越技術鴻溝，領略到精密激光測量技術的魅力。