激光测试原理-绪论

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1、激光测试原理与技术杨坤涛教授绪论测量是科学的眼睛，可以说，没有测量就没有科学，就没有现代工业的发展。测量方法的改进和测量精度的提高，代表当代科学发展的水平。·长度——已测得到nm（10-9m）·时间——fs（10-15S）·光刻对准——0.05μ（10-5mm）·光纤——几个μ~10μ一、激光测量方法激光的亮度，高相干性和高准直性，使光学检测方法产生革命性的变化，并有可能对过去不能测量对象进行测量。提高了测量精度，已达nm（10-9m）量级，并使测量智能化。国际上倾向性的看法是：激光测量是一门综合性实用技术，能记录、分析激光与被研究对象相互作用而发生变化的光波场参数，以便测出

2、被研究对象的动力学参数，声学参数，重力场参数，热力学参数，电磁学参数，光学参数和微观信息等。即可用激光检测的方法探测、声、光、热、电磁、力学等物理参数，长度、角度、表面光洁度等几何参数以及化学参数。（一）按所采用的光学测量原理分1．干涉法：干涉测长2．衍射法：测微小尺寸3．光扫描法：扫描测径，扫描对准4．准直法：准直仪5．光脉冲法：激光脉冲测距——精度m6．光调制法：激光相位测距——精度mm7．多谱勒法：测流体速度8．全息法：测变形9．散斑法：测微位移10．光谱法：测大气污染，测化学成分11．数字图像法：（CCD成像）OCT12．傅里叶频谱法：如下例（指纹检测）13．莫尔条纹

3、法：莫尔条纹法测量角度、莫尔偏析法测焦透镜焦距等、等高莫尔法测三维物体。附：傅里叶频谱法：例：利用下面的4f′系统（双透镜相干系统）图0-11．先将合格的掩膜板放在F1面，并用平行激光束（如氦氖激光）照射，在L1的后焦点上（即F1′面）形成该掩膜的频谱，用化学胶片记录下该频谱的照片（负片）。2．将负片作为空间滤波器，放在F1′面上。3．将被测掩膜板放在F1面，并用平行激光照射，如无缺陷，则由于其频谱和标准掩膜板的频谱面一样。所有信息被空间滤波器全部滤掉，在F2′面上（象面）无任何信息；若有缺陷，则该缺陷处的频谱通过空间滤波器，并在F2′面上成像，则可看到一个亮点。这样可迅速准

4、确的检测掩膜板。同样用此方法可以检验人的指纹、唇纹等。（二）激光测试的特点①非接触：无接触力，柔性②高灵敏度③高精度④三维性⑤相关性，高低温⑥实时性⑦抗干扰性（电磁干扰）⑧通信保密性：光通信的定向性，光纤的保密性二、激光测试方法的应用领域（一）军事领域1．跟踪：红外制导导弹2．激光测距：测距机、激光雷达、激光探潜3．激光预警（二）工业领域1．长度、角度、光洁度2．声光、热电磁（三）生物科学1．OCT，探测组织对激光的吸收2．血流（激光Doppler测量）（四）环境科学1．测大气污染2．地形地貌测量（五）公安系统1．指纹测量2．等高莫尔条纹（人体形测量）参考书目1．激光原理：清

5、华大学周炳琨，国防工业出版社，1984.11第一版2．近代光学测试技术，杨国光，机械工业出版社3．激光在精密计量中的应用，天津大学，叶声华，机械工业出版社4．激光测量学：金国藩，科学出版社，1998.81.激光原理：清华大学周炳琨，国防工业出版社，1984.11第一版2.近代光学测试技术，杨国光，机械工业出版社，中文自科图书阅览室(203)O4363馆内阅览3.激光在精密计量中的应用，天津大学，叶声华，机械工业出版社流通三线书库TB99在架上4.在架上激光测量学：金国藩，科学出版社，1998.8中文自科图书阅览室(203)P225.26馆内阅览参考书目