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激光傳感與測量

包郵 激光傳感與測量

作者:焦明星
出版社:科學出版社出版時間:2014-06-01
開本: 16開 頁數: 368
本類榜單:工業技術銷量榜
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激光傳感與測量 版權信息

  • ISBN:9787030406644
  • 條形碼:9787030406644 ; 978-7-03-040664-4
  • 裝幀:一般膠版紙
  • 冊數:暫無
  • 重量:暫無
  • 所屬分類:>

激光傳感與測量 內容簡介

本書系統地介紹了激光傳感與測量的基礎知識、基本原理、常用方法和技術及其典型應用。本書內容共分十章,包括激光基本原理及特性,常用激光技術和激光器,雙頻激光器和激光傳感器,激光干涉測量,激光自混合干涉測量,激光衍射測量,激光全息干涉測量,激光準直測量,激光測距與激光雷達探測,光纖傳感與測量。本書可作為測控技術與儀器、光電信息科學與工程、機械設計制造及其自動化等專業本科生的教材,也可作為儀器科學與技術、光學工程、機械工程等學科和儀器儀表工程、光電信息工程等領域研究生的教材,還可作為相關教師和科研人員的參考書。

激光傳感與測量 目錄

目 錄
前言
第1章激光基本原理及特性 1
1.1 激光的基本特性 2
1.1.1激光的方向性 2
1.1.2激光的亮度 2
1.1.3激光的相干性 3
1.2光的受激輻射和光放大 5
1.2.1原子能級和能級寬度 6
1.2.2黑體輻射的普朗克公式 7
1.2.3 光與物質的共振相互作用 8
1.2.4 粒子數反轉分布與光放大 1 0
1.2.5激光介質的增益系數與增益曲線 1 1
1.3激光能級系統和激光振蕩條件 1 2
1.3.1激光能級系統 1 2
1.3.2光的自激振蕩 1 3
1.3.3激光振蕩條件 1 4
1.4譜線加寬和線型函數 1 5
1.4. 1 概述 1 5
1.4.2光譜線加寬類型及機理 1 7
1.5光學諧振腔和激光模式 22
1.5.1光腔的構成和分類 22
1.5.2共軸球面腔的穩定性條件 23
1.5.3激光模式 25
1.5.4光腔的損耗和品質因數 28
1.6基模高斯光束及其聚焦和準直 30
1.6.1基模高斯光束及其基本特性 3 1
1.6.2薄透鏡對基模高斯光束的變換 33
1.6.3基模高斯光束的聚焦 34
1.6.4基模高斯光束的準直 36
1.7激光介質的增益飽和 38
1.7.1四能級激光系統的速率方程組 38
1.7.2均勻加寬激光介質的增益飽和 39
1.7.3非均勻加寬激光介質的增益飽和及燒孔效應 43
1.8連續波單模激光器的輸出功率 45
1.8.1激光振蕩的閾值條件 46
1.8.2均勻加寬單模激光器的輸出功率及佳透射率 46
1.8.3非均勻加寬單模激光器的輸出功率 48
習題與思考題 49
第2章常用激光技術和激光器 51
2.1激光調制技術 51
2.1.1激光調制的基本概念 51
2.1.2 電光調制技術 52
2.1.3聲光調制技術 57
2.1.4磁光調制技術 62
2.1.5直接調制技術 63
2.2激光調Q技術 64
2.2.1調Q激光器的振蕩閾值 65
2.2.2調Q激光器的工作原理 66
2.2.3調Q方法與技術 66
2.3 激光模式選擇技術 70
2.3.1 概述 70
2.3.2激光橫模選擇原理' 方法與技術 70
2.3.3激光縱模選擇原理' 方法與技術 7 2
2.4激光頻率穩定技術 77
2.4.1頻率穩定性及再現性 77
2.4.2影響頻率穩定性的主要因素及簡單穩頻措施 78
2.4.3主動穩頻技術 79
2.5 He-Ne 激光器 85
2.5.1 He-Ne激光器結構及分類 85
2.5.2 He-Ne激光器工作原理 86
2.5.3 H.Ne激光器佳工作條件 88
2.6 全固態激光器 89
2.6.1 概述 89
2.6.2端面菜浦全固態激光器系統組成 90
2.6.3常用端面菜浦全固態激光器 9 2
2.6.4單頻全固態激光器 95
2.7光纖激光器 99
2.7.1 概述 99
2.7.2諧振腔結構及特點 101
2.7.3摻鉺光纖的基本特性 10 2
2.7.4光纖光柵的基本知識 103
2.7.5光纖光柵DBR和DFB摻鉺光纖激光器 105
2.7.6基于飽和吸收體選模原理的單縱模摻鉺光纖激光器 106
2.8半導體激光器 109
2.8.1 半導體與PN結的能帶結構 109
2.8.2半導體激光器的工作原理和閾值條件 11 2
2.8.3半導體激光器的常用結構 114
2.8.4半導體激光器的主要工作特性 117
習題與思考題 118
第3章雙頻激光器和激光傳感器 1 2 0
3.1雙頻激光器概述 1 2 0
3.1.1雙頻激光器的含義及分類 120
3.1.2雙頻激光的產生原理及方法 121
3.2雙縱模激光器和塞曼雙頻激光器 121
3.2.1雙縱模激光器 121
3.2.2塞曼雙頻激光器 122
3.3基于雙折射效應的激光縱模分裂原理及方法 126
3.3.1雙折射效應簡介 126
3.3.2激光縱模分裂現象及其產生原理 129
3.3 .3基于自然雙折射效應的Nd:YAG激光縱模分裂方法 1 3 1
3.4雙折射雙頻He-Ne激光器 1 3 5
3.4.1頻差可調諧雙折射雙頻H.Ne激光器 1 3 5
3.4.2定常頻差雙折射雙頻H.Ne激光器 1 3 7
3.5雙折射雙頻固體激光器 1 3 8
3.5.1自然雙折射雙頻Nd:YAG激光器 138
3.5.2電光雙折射雙頻Nd: YAG激光器 142
3.5.3熱光雙折射雙頻鉺鐿玻璃激光器 144
3.5.4應力雙折射雙頻Nd:YAG激光器 146
3.6雙軸和雙腔雙頻激光器 148
3.6.1可調諧雙軸雙頻Nd:YAG激光器 148
3.6.2 THz頻差可調諧雙軸雙頻Yb: KGW激光器 150
3.6.3雙腔雙頻Nd:YAG激光器 151
3.6.4雙腔雙頻H.Ne激光器 154
3.7雙頻光纖激光器 155
3.7.1保偏光纖Bragg光柵的主要特性 155
3.7.2飽和吸收體選模雙波長單縱模摻鉺光纖激光器 157
3.7.3 DBR型雙波長單縱模摻鐿光纖激光器 161
3.7.4應力雙折射雙頻DBR光纖激光器 162
3.7.5可調諧雙腔雙波長單縱模摻鉺光纖激光器 164
3.8 激光傳感器 166
3.8.1 激光傳感器概述 166
3.8.2氣體激光傳感器 167
3.8.3固體激光傳感器 168
3.8.4光纖激光傳感器 170
3.9激光陀螺 172
3.9.1 Sagnac效應和環形激光陀螺 17 3
3.9.2環形激光陀螺基本結構 174
3.9.3典型環形激光陀螺 175
3.9.4環形激光陀螺信號讀出方法 179
習題與思考題 180
第4章激光干涉測量 181
4.1 光的干涉現象 181
4.1.1兩列光波的疊加及干涉現象 181
4.1.2 光拍現象 1 85
4.2激光干涉測量原理與系統 1 86
4.2.1激光干涉測量原理 1 86
4.2.2邁克耳孫干涉儀 1 86
4.2.3馬赫-曾德爾干涉儀 1 88
4.2.4泰曼-格林干涉儀 1 9 1
4.2.5法布里-珀羅干涉儀 1 93
4.3激光外差干涉測量 1 96
4.3.1塞曼雙頻激光干涉儀 1 97
4.3.2聲光外差式激光干涉儀 1 99
4.3.3激光超外差干涉測量 20 1
4.4激光合成波干涉測量 202
4.4.1合成波干涉絕對距離測量原理 202
4.4.2雙頻激光合成波納米測量干涉儀 205
4.5 激光調頻波干涉測量 206
4.5.1調頻連續波干涉 206
4.5.2半導體激光器線性調頻連續波絕對距離干涉測量 207
4.5.3半導體激光器正弦調頻連續波納米測量干涉儀 209
4.6激光干涉探針測量 209
4.6.1表面形貌兩維評定參數 2 1 0
4.6.2干涉測量方法 2 1 2
習題與思考題 2 1 5
第)章激光自混合干涉測量 2 1 6
5.1激光自混合干涉現象及測量系統組成 2 1 6
5.1.1激光自混合干涉現象 2 1 6
5.1.2三鏡腔模型及理論分析 2 1 6
5.1.3影響自混合干涉條紋特性的幾個參數 2 1 8
5.1.4激光自混合干涉測量系統組成 22 1
5.2常用激光器的自混合干涉特性 222
5.2.1 He-Ne激光器自混合干涉特性 222
5.2.2 Nd:YAG激光器自混合干涉特性 223
5.2.3半導體激光器自混合干涉特性 223
5.3激光自混合干涉絕對距離測量 225
5.3.1半導體激光器自混合干涉絕對距離測量 225
5.3.2全固態激光器自混合干涉絕對距離測量 226
5.3.3光纖激光器自混合干涉絕對距離測量 227
5.4激光自混合干涉位移和振動測量 229
5.4.1雙折射雙頻He-Ne激光器自混合干涉位移測量 229
5.4.2半導體激光器自混合干涉位移測量 230
5.4.3全固態激光器自混合干涉位移和振動測量 233
5.4.4全光纖半導體激光器自混合干涉位移和振動測量 235
5.5激光自混合干涉速度測量 236
5.5.1半導體激光器自混合散斑干涉流體速度測量 2 36
5.5.2 DFB-LD自混合散斑干涉速度測量 2 38
5.5.3雙頻Nd:YAG激光器自混合干涉速度測量 2 39
習題與思考題 240
第6章激光衍射測量 241
6.1 光的衍射基本原理 241
6.1.1菲涅耳-基爾霍夫衍射積分公式及其近似處理 241
6.1.2 巴比涅原理 244
6.2 激光衍射測量原理 244
6.2.1夫瑯禾費衍射 244
6.2.2激光衍射測量原理 248
6.3 激光衍射測量方法及應用 250
6.3.1激光衍射間隙測量法及應用 251
6.3.2激光反射衍射測量法及應用 253
6.3.3激光衍射分離間隙測量法及應用 254
6.3.4激光衍射互補測量法及應用 256
6.3.5激光衍射艾里斑測量法及應用 257
習題與思考題 257
第7章激光全息干涉測量 258
7.1光學全息術及其基本原理 258
7.1.1 概述 258
7.1.2全息圖的記錄和再現 258
7.1.3 全息圖的種類 261
7.2 全息干涉測量原理 261
7.2.1全息干涉測量的特點 261
7.2.2全息干涉測量原理 261
7.3 全息干涉測量方法 262
7.3.1 二次曝光法 262
7.3.2單次曝光法 265
7.3.3 時間平均法 266
7.4激光全息干涉測量的應用 267
7.4.1全息光柵位移測量 267
7.4.2長度比較測量 270
7.4.3光學玻璃均勻性測量 271
習題與思考題 272
第8章激光準直測量 273
8.1 概述 273
8.1.1激光準直測量基本原理 273
8.1.2激光準直測量系統組成 279
8.2激光直線度測量 285
8.2.1直線度測量概述 285
8.2.2激光直線度測量 2 86
8.2.3直線度測量誤差分析 2 89
8.3激光多自由度準直測量 2 91
8.3.1滾轉角測量 2 92
8.3.2四自由度同時測量 2 93
8.3.3五自由度同時測量 2 96
8.3.4六自由度同時測量 2 97
8.4激光掃平儀 2 97
8.4.1 概述 2 97
8.4.2激光掃平儀工作原理及系統組成 298
習題與思考題 300
第9章激光測距與激光雷達探測 301
9.1激光測距儀概述 301
9.1.1激光測距儀的特點及分類 301
9.1.2激光測距儀的主要技術指標 302
9.1.3激光測距系統組成 302
9.2 脈沖式激光測距 303
9.2.1脈沖式激光測距原理 303
9.2.2時間間隔測量 303
9.2.3衛星激光測距 304
9.3 相位式激光測距 305
9.3.1相位式激光測距原理 305
9.3.2雙頻率法相位測距原理 305
9.4 激光雷達概述 306
9.4.1激光雷達大氣探測的物理基礎 306
9.4.2激光雷達的分類 307
9.5激光雷達大氣探測原理及方法 308
9.5.1激光雷達的基本原理 308
9.5.2激光雷達方程 309
9.5.3激光雷達方程的解 309
9.6多普勒激光雷達大氣風場探測 31 2
9.6.1激光多普勒測風雷達原理及分類 313
9.6.2相干多普勒測風激光雷達 313
9.6.3非相干多普勒測風激光雷達 314
9.7米散射激光雷
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