先进干涉检测技术与应用 高等院校光电类专业系列规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

杨甬英 著

图书标签:

• 先进干涉检测
• 光学检测
• 光电技术
• 精密测量
• 非接触测量
• 工业检测
• 教材
• 高等教育
• 光电工程
• 干涉学

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308171090

版次：1

商品编码：12208791

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

杨甬英等编著的《先进干涉检测技术与应用(高等院校光电类专业系列规划教材)》以光的干涉、衍射、偏振及电磁波理论为基础，系统全面地介绍了各种先进干涉技术及应用。全书内容共分10章。第1章光及光的干涉，阐述了光的特性及光干涉的基本概念；第2章常见干涉仪，介绍了一些基础及常用的干涉仪；第3章共路干涉仪，简要介绍了散射板、剪切干涉及点衍射等共路型的干涉仪；第4章非球面检测技术，系统地介绍了非球面的基本概念、非球面的零位与非零位检测及各种新颖的波前重构算法；第5章精密长度及振动测量干涉体系，全面介绍了激光干涉测长、测振系统的工作原理、外差测长技术及纳米测试技术中的谐振增强技术；第6章干涉相位调制及解调技术，系统介绍了各种新颖的、商用化的干涉仪的相移技术、时间相位调制、空间相位调制及偏振相移技术等；第7章干涉系统应用中的精密扫描与定位系统，介绍了干涉检测中常用的压电晶体及其性质、各种新颖的压电晶体在精密干涉移相、扫描定位及纳米检测中的应用；第8章新型干涉仪，系统介绍了光纤干涉仪、双光子干涉仪、全息干涉仪等新颖干涉仪；第9章干涉光谱技术，介绍了光谱技术的发展及分类、F-P干涉仪、干涉成像光谱仪、高光谱分辨率激光雷达滤光器等光谱技术；第10章干涉图分析中的关键技术，系统地介绍了典型干涉图及表达方法、干涉图预处理、相位解调、解包裹处理、正交多项式拟合等波前重构的算法。全书理论分析严谨、实例新颖丰富，汇集了作者数十年科研成果及教学经验。

目录

第1章 光及光的干涉
1.1 光及光的特性
1.1.1 光学简史
1.1.2 光的电磁理论
1.1.3 偏振
1.1.4 光场叠加及干涉条件
1.1.5 衍射
1.2 光的干涉
1.2.1 干涉条纹对比度与光的相干理论
1.2.2 实际光波的干涉
1.2.3 分波前法干涉
1.2.4 分振幅法干涉
1.2.5 干涉仪中的瞳和窗
习题
参考文献


第2章 常见干涉仪
2.1 牛顿干涉仪
2.1.1 牛顿干涉仪基本原理
2.1.2 光学车间检验中的牛顿干涉仪应用
2.2 迈克耳逊干涉仪
2.2.1 迈克耳逊干涉仪基本原理
2.2.2 迈克耳逊干涉仪应用
2.3 菲索干涉仪
2.3.1 菲索干涉仪基本原理
2.3.2 Fizeau干涉仪应用实例：ZYGO干涉仪
2.4 泰曼—格林干涉仪
2.4.1 泰曼—格林干涉仪基本原理
2.4.2 Twyman-Green干涉仪应用
2.5 瑞利干涉仪
2.5.1 瑞利干涉仪基本原理
2.5.2 瑞利干涉仪测定气体折射率
2.6 马赫—曾德干涉仪
2.6.1 马赫曾德干涉仪基本原理
2.6.2 马赫曾德光纤传感
2.7 法布里—珀罗干涉仪
2.7.1 法布里—珀罗干涉仪原理
2.7.2 主要应用
习题
参考文献

第3章 共路干涉仪
3.1 散射板干涉仪
3.1.1 散射板干涉仪基本原理
3.1.2 散射板干涉仪干涉光强分布
3.2 剪切干涉仪
3.2.1 平行平板横向剪切干涉仪
3.2.2 萨瓦偏振镜干涉仪
3.2.3 渥拉斯顿棱镜干涉仪
3.2.4 交叉光栅横向剪切干涉仪
3.2.5 波带片径向剪切干涉仪
3.2.6 环形径向剪切干涉仪
3.3 双焦干涉仪
3.3.1 双焦干涉仪基本原理
3.3.2 双焦干涉轮廓仪
3.4 点衍射干涉仪
3.4.1 点衍射干涉仪原理
3.4.2 点衍射干涉仪的应用
3.5 米勒干涉仪
习题
参考文献

第4章 非球面检测技术
4.1 非球面的基本概念
4.1.1 非球面的定义与分类
4.1.2 非球面的性质
4.2 非球面零位检测
4.2.1 无像差点法
4.2.2 零位补偿镜检测技术
4.2.3 计算全息零位检测
4.3 非球面的非零位检测
4.3.1 非零位检测技术
4.3.2 部分补偿干涉检测
4.3.3 子孔径干涉检测
4.4 组合干涉检测技术
4.4.1 零位检测与零位检测的组合
4.4.2 零位检测与子孔径拼接检测的组合
4.4.3 非零位检测与非零位检测的组合

4.5 面形误差的重构
4.5.1 基于二倍关系的重构
4.5.2 基于理论波前的重构
4.5.3 基于逆向迭代的重构
4.5.4 误差分析
4.6 子孔径拼接技术
4.6.1 拼接算法
4.6.2 子孔径划分
4.6.3 子孔径拼接误差分析
4.6.4 NASSI子孔径拼接与面形重构
习题
参考文献

第5章 精密长度及振动测量干涉体系
5.1 激光干涉测长技术
5.1.1 激光干涉测长系统的工作原理
5.1.2 激光光源的模式选择
5.1.3 干涉测长的动镜选择
5.1.4 干涉体系的可逆计数及移相
5.1.5 白光干涉定位技术
5.2 激光干涉测振技术
5.2.1 激光干涉测振系统校准原理
5.2.2 频率比测振
5.2.3 贝塞尔函数测振
5.3 外差技术
5.3.1 外差测长原理
5.3.2 外差测长的关键技术
5.3.3 外差测长的应用
5.4 纳米测试技术中的谐振增强技术
5.4.1 AFM直流测量技术
5.4.2 微弱信号检测的锁相技术
5.4.3 AFM谐振增强技术
习题
参考文献

第6章 干涉相位调制及解调技术
6.1 时间相位调制及解调技术
6.1.1 基本原理
6.1.2 时间相位调制的实现方法
6.1.3 时间相位解调方法
6.2 空间相位调制及解调技术
6.2.1 空间线性载波及解调
6.2.2 频域泄漏效应的影响及处理
6.2.3 环形径向剪切干涉测量系统
6.3 偏振相位调制技术
6.3.1 基本原理
6.3.2 正交线偏振光相位调制系统
6.4 同步移相技术
习题
参考文献

第7章 干涉系统应用中的精密扫描与定位系统
7.1 压电效应
7.1.1 压电效应和压电晶体
7.1.2 压电陶瓷逆压电效应的性质
7.2 压电叠堆扫描系统
7.2.1 压电扫描位移模块
7.2.2 压电扫描控制
7.3 压电扫描微位移器检测
7.4 压电扫描微位移器应用举例

7.5 压电直线电机
7.5.1 蠕动式压电直线电机
7.5.2 冲击式压电直线电机
7.6 柔性铰链压电系统
7.6.1 柔性铰链的基本模型结构
7.6.2 柔性铰链压电扫描系统
7.7 各种精密扫描与定位系统的比较
习题
参考文献

第8章 新型干涉仪
8.1 偏振光干涉仪
8.1.1 偏振光干涉原理
8.1.2 偏振光干涉仪及应用
8.2 光纤干涉仪
8.2.1 光纤基础知识
8.2.2 常见光纤干涉仪
8.2.3 光纤干涉仪的典型应用

8.3 全息干涉仪
8.3.1 全息基本原理
8.3.2 全息干涉技术
8.3.3 全息干涉仪的典型应用
8.4 散斑干涉仪
8.4.1 散斑基础
8.4.2 散斑干涉测量
8.4.3 散斑干涉仪的典型应用
习题
参考文献

第9章 干涉光谱技术
9.1 光谱仪器常见术语
9.1.1 自由光谱区
9.1.2 分辨本领
9.1.3 光谱仪亮度和聚光本领

9.2 光谱技术的发展及分类
9.2.1 色散型光谱仪
9.2.2 干涉型光谱仪
9.2.3 其他的新型光谱仪

9.3 干涉光谱技术
9.3.1 空间分离型干涉光谱技术
9.3.2 傅里叶变换干涉光谱技术
9.4 干涉(傅里叶变换)成像光谱技术
9.4.1 时间调制型干涉成像光谱仪
9.4.2 基于三角共路(Sagnac)分束器的空间调制型干涉成像光谱仪
9.4.3 基于偏振器件的空间调制型干涉成像光谱仪
9.4.4 小结

9.5 基于广角迈克尔逊干涉仪的干涉成像光谱仪
9.5.1 概述
9.5.2 广角迈克尔逊干涉仪的基本原理
9.5.3 被动大气遥感中的广角迈克尔逊干涉仪

9.6 高光谱分辨率激光雷达
9.6.1 概述
9.6.2 FP滤光器
9.6.3 FWMI滤光器
9.6.4 FPI和FWMI滤光器在HSRL中性能的比较

习题
参考文献
第10章 干涉图分析中的关键技术

10.1 迈克尔逊干涉图及其表示
10.2 单幅闭合干涉图相位解调技术
10.2.1 单幅闭合干涉图相位解的不唯一性
10.2.2 正则化相位跟踪技术
10.2.3 路径无关正则化相位跟踪技术
10.2.4 正交多项式相位拟合技术

10.3 两幅随机相移干涉图相位解调技术
10.4 相位解包裹技术

10.4.1 一维相位解包裹
10.4.2 二维相位解包裹

10.5 正交多项式波面拟合技术
10.5.1 Zernike多项式

10.5.2 Zernike多项式在非圆域上的正交化

10.5.3 Zernike多项式波面拟合

习题
参考文献

光学测量与精密传感：原理、方法与前沿实践 本书致力于深入探讨光学测量与精密传感领域的关键原理、核心方法及其在现代科技与工程中的广泛应用。在当今科技飞速发展的浪潮中，高精度、高灵敏度的测量技术是突破科学前沿、推动工业升级的关键驱动力。本书旨在为高等院校光电类及相关专业的学生、科研人员以及工程技术人员提供系统、全面的知识体系，使其能够掌握先进的光学测量与精密传感技术，并能将其灵活应用于实际问题。 第一部分：光学测量基础理论 本部分将从基础的物理光学原理入手，为后续深入的技术探讨奠定坚实基础。 光的波动性与干涉：详细阐述光的衍射、干涉、偏振等波动光学基本概念。重点讲解多光束干涉的物理机制，包括菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的数学描述与物理意义。分析不同光源（相干光、非相干光）对干涉条纹的影响，以及干涉现象在测量中的基本应用原理。 光的粒子性与光电效应：介绍光子的概念，阐述光电效应（光电导、光伏效应、光电倍增等）的物理过程。分析不同半导体材料的光电响应特性，以及光电探测器的基本结构和工作原理。深入探讨光电效应在光信号采集与转换中的关键作用。 激光器原理与特性：系统介绍激光产生的基础理论，包括受激发射、粒子数反转、谐振腔等。分析不同类型激光器（气体激光器、半导体激光器、固体激光器等）的工作原理、输出特性（单色性、方向性、相干性、亮度）及其在光学测量中的优势。 光束传播与成像：讲解高斯光束的传播特性，包括束腰、瑞利长度、发散角等。阐述几何光学和物理光学在成像系统中的应用，分析透镜、反射镜等光学元件的成像原理。介绍像差理论及其对测量精度的影响。 第二部分：核心光学测量技术 本部分将详细介绍多种主流且先进的光学测量技术，深入剖析其工作原理、技术特点、精度限制及适用范围。 干涉测量技术： 杨氏双缝干涉：作为最基础的干涉实验，详细推导干涉条纹的形成条件和间距。 迈克尔逊干涉仪：深入分析迈克尔逊干涉仪的工作原理，包括光路设计、条纹形成机制（等倾条纹、等厚条纹）。详细介绍其在长度测量、折射率测定、表面形貌分析等方面的应用。探讨不同光源（单色光源、宽谱光源）在迈克尔逊干涉仪中的应用及效果。 萨纳克干涉仪：介绍萨纳克干涉仪的结构特点，重点阐述其在平整度、曲面度检测中的应用优势。 马赫-曾德尔干涉仪：详细讲解马赫-曾德尔干涉仪的原理，重点介绍其在测量气体折射率、透明材料性质、相位变化等方面的应用。 斐索干涉仪：分析斐索干涉仪的特点，尤其是在高精度平面度测量中的应用。 全息干涉技术：深入讲解全息干涉的原理，包括全息图的记录与再现。重点介绍全息干涉在应力应变分析、微小位移测量、振动分析等非接触式动态测量中的应用。 相位测量技术：介绍各种相位测量算法，如四步相移法、多频外差法等，及其在提高干涉测量精度中的作用。 衍射测量技术： 衍射光栅原理与应用：介绍衍射光栅的结构、衍射方程及色散原理。重点讲解衍射光栅在光谱分析（如光栅光谱仪）、角度测量等方面的应用。 衍射测量微小尺寸：探讨利用衍射效应测量微纳结构尺寸、周期性结构等。 几何光学测量技术： 投影测量与轮廓测量：介绍结构光投影、条纹投影等技术，利用图案化光照明和相机成像，通过三角测量法实现三维形貌的快速测量。 激光三角测量：分析激光三角测量的工作原理、精度影响因素及在工业自动化、机器人视觉中的应用。 全站仪与景象仪：介绍其在距离、角度测量及三维坐标测定中的原理和应用。 光学散射与光谱测量技术： 拉曼散射光谱：介绍拉曼散射的基本原理，及其在材料成分识别、分子结构分析中的应用。 荧光光谱：讲解荧光发射机制，及其在生物医学、化学分析中的应用。 米氏散射与瑞利散射：介绍散射理论在颗粒物粒径分布测量、大气探测等方面的应用。 光电成像与机器视觉： 相机成像原理与参数：介绍CCD、CMOS等成像器件的工作原理，以及镜头参数（焦距、光圈、景深）对成像质量的影响。 图像处理与分析：讲解图像去噪、边缘检测、特征提取、目标识别等基本算法，及其在光学测量数据处理中的应用。 机器视觉系统设计：介绍工业相机、光源、镜头、图像采集卡等硬件组成，以及软件平台的选择，并阐述其在产品检测、定位、尺寸测量等方面的应用。 第三部分：精密传感技术与集成 本部分将聚焦于光学传感器在不同领域的应用，以及如何将光学测量技术与电子技术、信息技术等进行集成，构建高精度、智能化的传感系统。 光学传感器设计与分类： 基于光纤的光学传感器：介绍光纤的光传输特性，以及如何利用光纤对外界物理量的敏感性（如折射率、应力、温度）设计传感器。重点介绍光纤光栅传感器、光纤干涉型传感器等。 基于半导体的光学传感器：回顾前面提到的光电效应，重点介绍光敏电阻、光电二极管、光电晶体管等器件在光照度、光强、波长测量中的应用。 基于表面等离子体共振（SPR）的传感器：讲解SPR现象，及其在生物、化学分子检测中的高灵敏度应用。 传感器性能评价与标定： 灵敏度、分辨率、精度、稳定性：详细定义和解释这些关键性能指标，并介绍其测量方法。 传感器标定技术：讲解如何通过标准源或标准设备对传感器进行标定，以确保测量结果的准确性。 多传感器融合与信息处理： 传感器网络：介绍构建分布式光学传感网络的原理和优势。 数据融合算法：探讨如何通过卡尔曼滤波、贝叶斯估计等算法，融合来自多个传感器的数据，提高测量精度和鲁棒性。 智能传感：介绍如何将人工智能、机器学习等技术应用于光学传感器，实现数据的智能分析、故障诊断和预测性维护。 光学测量与控制系统集成： 闭环控制系统：讲解如何利用光学测量结果作为反馈信号，实现对物理过程的精确控制，例如伺服定位系统、精密加工设备。 实时监测系统：介绍如何构建光学测量系统，实现对生产过程、环境参数的实时监测与预警。 第四部分：先进光学测量与精密传感的应用实例 本部分将结合具体工程实践和科研前沿，展示本书所介绍的技术在不同领域的成功应用。 工业制造与质量控制： 精密零部件尺寸测量：如三坐标测量机、光学扫描仪在汽车、航空航天等领域的应用。 表面缺陷检测：如机器视觉在电子产品、印刷品检测中的应用。 焊接、涂层等过程的在线监测。 生物医学工程： 生物分子检测与诊断：如SPR、荧光检测在疾病诊断、药物研发中的应用。 微流控芯片上的光学检测。 光学相干断层扫描（OCT）在医学成像中的应用。 环境监测与地球科学： 大气成分监测：如激光雷达、光谱分析在空气污染监测中的应用。 水质监测：如荧光、散射技术在水体污染物检测中的应用。 地质勘探与形貌测量。 基础科学研究： 天文学与粒子物理实验中的精密测量。 新材料的表征与性能测试。 纳米科学与量子光学研究。 新兴应用领域： 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）中的光学追踪与感知。 自动驾驶汽车中的激光雷达（LiDAR）与视觉导航。 无损检测技术。 总结与展望 本书在对光学测量与精密传感进行系统性梳理的同时，也着重强调了理论与实践相结合的教学理念。通过深入理解基本原理，掌握核心技术，并结合丰富的应用案例，本书旨在培养学生解决复杂工程问题的能力，激发其在光学测量与精密传感领域的创新潜能。展望未来，随着科技的不断进步，光学测量与精密传感技术将继续向着更高精度、更高灵敏度、更智能化、更小型化的方向发展，并在更多交叉学科领域发挥不可替代的作用。本书的编写力求紧跟学术前沿，为读者提供有价值的参考与指导，助力光电类专业人才培养。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的结构设计简直堪称完美！它将“先进干涉检测技术”这样一个相对宽泛的领域，梳理得井井有条，层次分明。从基本的光学干涉原理，到各种经典的干涉仪，再到更加前沿的衍射和相位测量技术，整个逻辑链条非常顺畅，让人能够轻松地建立起对整个学科的认知框架。我尤其欣赏书中对不同干涉仪工作原理的详细阐述，每一个公式的推导都附有清晰的图示和文字解释，让你不仅知道“是什么”，更明白“为什么”。这本书在对各种干涉技术的应用进行了深入的探讨，它不仅仅是简单罗列，而是深入分析了每种技术在不同领域的优势和局限性，以及在实际应用中需要注意的关键问题。这对于我们这些希望将所学知识应用于实际工程问题的学生来说，是极其宝贵的。我还在书中看到了关于纳米测量和超精密加工方面的一些讨论，这些内容在其他教材中并不多见，极大地拓宽了我的视野。总而言之，这是一本兼具深度和广度的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，带着一种严谨又不失活泼的学术气息。作者在讲解复杂的物理概念时，总能找到最贴切的类比，让那些抽象的理论变得生动有趣。我记得在讲到相干性的时候，作者用了“乐队的演奏”来比喻，瞬间就让我理解了同相和不同相的区别，这种生动的讲解方式，比干巴巴的公式和定义要有效得多。而且，这本书对于数学工具的应用也把握得恰到好处，它并没有回避必要的数学推导，但同时也强调了物理意义的理解，不会让读者陷入无休止的符号运算中。此外，书中对现代干涉检测技术的介绍，尤其让我眼前一亮。比如，在谈到相干光技术在通信和传感领域的应用时，作者不仅介绍了原理，还探讨了实际面临的挑战和未来的发展趋势，这让我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在参与一场前沿的学术对话。这本书让我对光电技术产生了浓厚的兴趣，也激发了我深入研究的动力。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书时，并没有抱太大的期望，毕竟“高等院校光电类专业系列规划教材”这个标签有时候意味着枯燥和死板。然而，这本书的实际内容却让我大跌眼镜，而且是惊喜连连！它的叙述方式非常清晰流畅，即使是对于一些复杂的数学推导，作者也能用一种非常易于理解的方式呈现出来，很少有那种让人看了就想放弃的冗长公式。特别是在讨论高阶干涉和多光束干涉的章节，作者巧妙地引入了一些巧妙的几何解释，使得原本复杂的光程差和相位关系变得直观起来。让我印象深刻的是，书中不仅覆盖了常见的干涉仪，还对一些新兴的干涉检测技术做了介绍，比如全息干涉和数字全息技术，这对于紧跟技术前沿的学生来说，无疑是巨大的福音。而且，这本书在案例分析部分做得非常出色，它列举了大量的实际应用场景，从工业检测到生物医学成像，让我看到了干涉技术在解决实际问题中的强大能力。这本书绝对不是那种只会“纸上谈兵”的教材，它真正地连接了理论与实践，让我对未来的学习和研究充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直太棒了，完全超出了我的预期！作为一名刚刚接触光电领域的学生，我一直对各种干涉现象感到既好奇又头疼。这本书的出现，就像黑夜中的一道曙光，为我指明了方向。它并没有一上来就抛出晦涩难懂的理论，而是从最基础的光学原理讲起，循序渐进地引导我们理解干涉现象产生的根源。最让我惊喜的是，书中不仅仅是理论的堆砌，还穿插了大量生动形象的比喻和图示，让那些抽象的概念变得触手可及。比如，在讲解杨氏双缝干涉时，作者用生活中水波的叠加来类比，一下子就让我明白了为什么会出现明暗相间的条纹。更重要的是，这本书对于实际应用的介绍也十分详尽。从经典的麦克尔逊干涉仪到现代的光学测量系统，每一个案例都讲解得十分透彻，让我看到了干涉技术在现实世界中的巨大价值。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在我的学习之路上给予我悉心的指导和启发。我迫不及待地想继续深入学习，探索更多关于干涉的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光电领域摸爬滚打多年的老学生，我一直觉得干涉技术是光学领域中一个既基础又深奥的课题。拿到这本《先进干涉检测技术与应用》后，我感到一种久违的激动。这本书并没有满足于对经典理论的复述，而是深刻地挖掘了各种先进干涉检测技术的核心思想和关键突破。它在对各种干涉测量方法的原理进行深入剖析的同时，也清晰地阐述了它们在现代科学技术中的具体应用，从基础物理研究到精密工程制造，再到生物医学成像，每一个案例都经过精心挑选，并且有详细的分析。让我印象深刻的是，书中对一些前沿技术，如数字全息、自适应干涉和多波长干涉等，都进行了非常深入的介绍，这对于希望在这些领域进行进一步研究的学生来说，无疑是宝贵的起点。这本书的价值在于它能够激发读者的思考，并指引方向，而不是仅仅提供现成的答案。它是一本真正能够引导我们走向“先进”的教材。