现代光学测试技术

本书基于实际教学和科 研的需求，按“十二五”规划 编写。本书侧重于把各种光 学测试技术与CCD等现代探 测器、EALCD空间光调制器 和计算机技术相结合，故所 讨论的方法具有实时化、自 动化和数字化特点。为了提 高测试精度，本书中引入了 数字图像处理算法，并把各 种算法，包括傅里叶变换、 小波变换、拉普拉斯、综合 识别函数等成功地应用于相 关探测、全息测试、散斑测 试等中，使光学、专业数学 和计算机学相结合。本书中 的许多测试实例是作者科研 团队和国内外许多专家的科 研成果，故本书将理论与测 试实践紧密结合，所讨论的 方法具有实用性和先进性。 全书的章、节、目、图和专 业词汇均用英语标出，且每 章均给出英语专业词汇列表 ，以利于双语教学和文献查 阅。 全书共分十章，内容包 括：干涉测试基础，单频干 涉术，双频干涉术，莫尔干 涉术，全息术，全息干涉术 ，全信息测量技术，散斑干 涉术，光学相关测试技术， 光源、记录介质和探测器。 每章末均附有习题。 本书主要适用于光电信 息工程、精密仪器与测试专 业的本科生和研究生，同时 也可供相关科研工作者参考 。

王文生，长春理工大学二级教授，博士生导师，国家重点学科“光学工程”博士点现代光学设计和现代光学测试方向学科带头人，国家精品课程、国家双语教学示范课程、国家精品共享课程“应用光学”负责人，吉林省优秀教学团队“长春理工大学光学教学团队”负责人，吉林省教学名师，吉林省师德先进个人，中国兵器工业总公司兵器实验场光测仪器检定站负责人。1970年毕业于长春光学精密机械学院(现长春理工大学)，1984—1986年德国斯图加特大学访问学者，获德国Ebert基金会奖学金，从事激光全息测试技术研究。1999年德国斯图加特大学高级访问学者，获教育部资助，从事光学相关目标探测技术研究。 在“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”期间负责原总装备部预研局、中国兵器工业总公司等的科研项目11项。获国家实用新型专利1项、国家发明专利1项、国防发明专利7项，获3个国防科技进步奖。独立编著《干涉测试技术》(兵器工业出版社，1992)一书，获中国兵器工业总公司优秀教材奖(1995)；主编“高等院校光电名师堂”系列教材《应用光学》(华中科技大学出版社，2010)一书，获中国兵器工业总公司优秀教材一等奖、吉林省普通高等学校优秀教材一等奖(2011)、第一届教育部兵器类专业教学指导委员会优秀教材一等奖；著有《现代光学测试技术》(机械工业出版社，2013)和《现代光学系统设计》(国防工业出版社，2016，获兵工高校教材工作研究会优秀教材一等奖)等书。参编《工程光学》等3本书。 在国内外学术期刊如《optics communications》、《光学学报》、《仪器仪表学报》、《兵工学报》、《光子学报》、《红外与激光工程》、《测试技术学报》等上发表学术论文160余篇，其中110余篇进入EI、SCI和IsTP检索。指导的硕士研究生、博士研究生、博士后108人，其中工程硕士16人。

前言（Preface） 第1章 干涉测试基础（Chapter 1 Foundation of Interference Testing） 1.1 干涉与干涉术（Interference and Interferometry） 1.2 基本关系式（Basic Relations） 1.3 干涉条纹的特性（Characteristics of Interference Fringes） 1.4 不同频率的单色平面波的干涉（Interference of Monochromatic Plane Wave with Different Frequency） 1.5 球面波的干涉（Interference of Spherical Wave） 1.6 光源的相干性[9-11]（Coherence of Light Source） 1.7 对干涉仪元件的一般要求[12]（General Requirements for Interferometer Elements） 本章习题（Exercises） 本章术语（Terminologies） 参考文献（References） 第2章 单频干涉术（Chapter 2 Mono-frequency Interferometry） 2.1 干涉仪及其分类（Interferometer and Classification） 2.2 波前形状的研究（Researching of Wavefront Shape） 2.3 米基准的测定[2-4]（Measurement of Meter Benchmark） 2.4 长度测量（Measurement of Length） 2.5 位移测量（Displacement Measurement） 2.6 CCD-微机系统在干涉测长中的应用[5，6]（Application of CCD-computer System in Interference Length Measurement） 2.7 波面位相自动探测技术（Automatic Detection Technology of Wave Front Phase） 2.8 平行平板的楔度测量（Wedge Angle Measurement of Plane Parallel Plate） 2.9 小角度测量和介质折射率测量[16]（Measurement of Small Angle and Refractive Index） 2.10 激光波长测量[17]（Measurement of Laser Wavelength） 本章习题（Exercises） 本章术语（Terminologies） 参考文献（References） 第3章 双频干涉术（Chapter 3 Double Frequency Interferometry） 3.1 双频干涉术（Double Frequency Interferometry） 3.2 光频调制技术（Light frequency Modulation Technology） 3.3 激光外差干涉仪[6-9]（Laser Heterodyne Interferometer） 3.4 外差偏振测距干涉仪[10，11]（Polarizing Heterodyne Rang e Finding Interferometer） 3.5 实时外差干涉仪[12]（Real-time Heterodyne Interferometer） 3.6 空气折射率的测定[13，14]（Refractive Index Measurement of Air） 3.7 微振动和角度测量（Measurement of Micro-vibration and Angle） 本章习题（Exercises） 本章术语（Terminologies） 参考文献（References） 第4章 莫尔干涉术（Chapter 4 Moire Interferometry） 4.1 莫尔干涉测量原理（Measurement Principle of Moire Interference） 4.2 莫尔干涉术测位移（Displacement Measurement with Moire Interferometry） 4.3 莫尔干涉术测面形（Surface Contour Measurement with Moire Interferometry） 4.4 莫尔干涉术测变形和振动（Measurement of Deformation and Vibration with Moire Interferometry） 4.5 莫尔干涉术测流体折射率及其梯度（Refractive Index and Gradient Measurement of Fluid with Moire Interferometry） 4.6 外差莫尔干涉术测平面度[15]（Flatness Measurement with Heterodyne Moire Interferometry） 4.7 莫尔条纹的自动处理 [16，17]（Automatic Processing of Moire Fringes） 本章习题（Exercises） 本章术语（Terminologies） 参考文献（References） 第5章 全息术（Chapter 5 Holography） 5.1 全息术原理（Holographic Principle） 5.2 全息图的记录、存储和重现（Record，Storage and Reconstruction of Hologram） 5.3 全息图的分类（Classification of Hologram） 5.4 全息图的基本性质（Basic Characteristics of Hologram） 5.5 数字全息记录与重建原理[5~9]（Principle of Digital Holographic Recording and Reconstruction） 5.6 全息术的应用（Holographic Application） 5.7 实验中注意的问题（Notice in Experiments） 本章习题（Exercises） 本章术语（Terminologies） 参考文献（References） 第6章 全息干涉术（Chapter 6 Holographic Interferometry） 6.1 全息干涉术原理（Principle of Holographic Interferometry） 6.2 全息干涉术的特征（Characters of Holographic Interferometry） 6.3 实时全息干涉术（Real-Time Holographic Interferometry） 6.4 双曝光干涉术（Double Exposure Holographic Interferometry） 6.5 时间平均全息干涉术（Time-average Holographic Interferometry） 6.6 频闪照明全息干涉术（Holographic Interferometry with Stroboscopi c Illumination） 6.7 全息等高线术（Holographic Contour Method） 6.8 反射照明全息图的计算（Calculation of Reflective Illumination Hologram） 6.9 数字全息干涉术（Digital Hologr