光学测量技术与应用第1章

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1、光通信工程研究中心光学测量技术与应用——光学测量的基础知识王峰2013/4/11光通信工程研究中心光与生活•信息获取，如光测量和遥感、光纤传感•信息传输，如光互联、空间和海底光通信•信息处理，如计算机互连、光计算、光交换•存储，如光存储、全息存储•显示，如平板显示、激光打印和印刷等•成像与图像处理技术•激光医疗、加工•……2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识2光通信工程研究中心测量对象及方法•长度、距离•质量•时间、计时、触发•电压、电流•温度•内部结构•其它：折射率、遮挡。。。2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识3光通信工程研究中心《光电仪器：激光

2、传感与测量》，多纳特著，赵宏等译，西安交通大学出版社，2006《工程光学》，郁道银、谈恒英编，机械工业出版社，第三版，20112013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识4光通信工程研究中心光学测量的基本概念•灵敏度•分辨率系统误差•误差随机误差粗大误差•精度•测量不确定度2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识5光通信工程研究中心任何测量系统的基本构成被测对象传感器信号调理数据显示与记录观察者传感器：从被测对象获取有用的信息，并将其转换为适合于测量的信号。信号调理：对信号作进一步加工和处理。数据显示与记录：使信号便于人们观察。被测对象、观察者的作用。2013/

3、4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识6光通信工程研究中心光学测量系统的基本组成光源被测信息的载体。被测对象与被测量被测对象、被测量（几何量、物理量）光信号的形成与获得带有被测对象信息的光信号光信号的转换光电转换、信息光学信号与信息处理处理、分析、显示、反馈、控制光信号的匹配处理功率、波长、偏振态……2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识7光通信工程研究中心光学测量的主要应用范围1、辐射度量和光度量的测量光度量：人眼视觉辐射度量：相机底片、测量仪器2、非光物理量的测量把非光物理量转换为光信号1、将非光物理量转换为发光量2、使光束通过被测对象，让其携带待测物理量的信

4、息。3、光电子器件与材料及光电子系统特性的测试2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识8光通信工程研究中心光学测量的基本方法方法分类测量技术主要内容激光干涉，激光外差干涉，条纹扫描干涉，实时剪切干激光干涉技术涉全息干涉，全息等高线技术，多频全息技术，计算机全相位检测光全息技术息，实时全息技术（干涉法）客观散斑法，散斑干涉法，散斑剪切法，白光散斑法，光散斑技术电子散斑法莫尔技术莫尔条纹法，莫尔等高线法，拓扑技术激光扫描，外差扫描，扫描定位，扫描频谱法，无定向时间探测光扫描技术扫描，三维扫描激光拉曼光谱，激光荧光光谱，激光原子吸收光谱，微谱探测激光光谱技术区光谱，光声光谱衍射法

5、光衍射技术间隙法，反射衍射法，互补法，全场衍射测量图像探测CCD成像技术TV法，CCD法，PSD法，数字图像法，光信息处理法激光多普勒技术多普勒测速，差动多普勒技术，激光多普勒技术光学诊断与无损检测光伏效应，切剪术导法，光热偏转法，激光超声各种物理效应扫描激光显微术，光学隧道显微术，激光力显微术，原光学纳米技术子力显微术2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识9光通信工程研究中心光学测量的方法选择大小、形状、材料……1、被测对象与被测量长度、重量、温度……2、测量范围3、测量的灵敏度或不确定度4、经济性5、环境要求2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识10

6、光通信工程研究中心光学测量的技术特色主要特点应用领域液面测量、柔性或弹性表面测量高温表面测量非接触性远距离监测微深孔等特殊测量高灵敏度测量灵敏度：0.1nm~10um，微变形、微振动、微位移三维性3D测量快速性与实时性故障诊断，在线检测质量监控，生产自动化2013/4/11光学测量技术与应用－光学测量的基础知识11光通信工程研究中心光学测量的技术现状近代光学测量系统的主要特点有：1、从主观光学发展成为客观光学，用光电探测器取代人眼，提高了测量精度与效率。2、用激光光源取代常规光源，获得方向性极好的光束。3、从光机结合的模式向光机电一体化的模式转换，实现测量与控制的一体化。2013/4/11

7、光学测量技术与应用－光学测量的基础知识12光通信工程研究中心光学测量的发展方向1、亚微米级、纳米级的高精密光学测量，利用新的物理学原理和光电子学原理产生的光学测量方法。2、以微细加工技术为基础的高精度、小尺寸、低成本的集成光学和其他微传感器。3、快速、高效的3D测量技术将取得突破，发展带存储功能的全场动态测量仪器。4、发展闭环式光学测试技术，实现光学测量与控制的一体化。5、发展光学诊断和光学无损检测技术，以替代常规的无损