Interferogram Analysis For Optical Testing pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Malacara, Daniel/ Servin, Manuel/ Malacara, Zacarias

出品人:

页数:550

译者:

出版时间:

价格:159.95

装帧:HRD

isbn号码:9781574446821

丛书系列:

图书标签:

光学测试
干涉测量
干涉图分析
光学元件检测
波前测量
相位解包
全息干涉
数字干涉
光学工程
精密测量

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具体描述

光学系统测试与精密测量技术图书名称：光学系统测试与精密测量技术图书简介本书深入探讨了现代光学系统设计、制造、装调与测试中的核心理论与实践应用，特别侧重于非接触式测量技术在复杂光学元件和系统性能评估中的关键作用。全书内容覆盖了从基础的光学计量学原理到尖端的光学检测算法与设备集成，旨在为光学工程师、计量人员以及相关领域的研究人员提供一套系统化、可操作的技术指南。第一部分：光学计量学基础与误差理论本书首先回顾了现代光学测量的基本物理原理，包括波动光学基础、光波的传播特性以及干涉和衍射在测量中的应用。重点阐述了干涉测量的基本原理，如迈克尔逊、萨尼亚克和菲索干涉仪的结构与工作模式。详细分析了光学系统测试中常见的误差来源，包括环境因素（温度、气流扰动、振动）、设备固有误差（光源稳定性、探测器非线性、机械精度）以及系统误差（校准不确定性）。书中提出了严格的误差预算和不确定度评估方法，强调了在精密测量任务中对误差进行量化和控制的重要性。第二部分：光学元件的面形与表面粗糙度测量本部分集中于对光学元件几何精度和表面质量的评估技术。 2.1 复杂面形测量：详细介绍了基于相移法的二维（2D）和三维（3D）面形测量技术。涵盖了从传统的基于傅里叶变换的轮廓仪到现代计算光学成像（COI）技术的原理与实现。特别关注了对大口径、高精度非球面、自由曲面以及复杂光学阵列的精确测量方案。讨论了如何利用多传感器融合技术，结合接触式和非接触式测量数据，构建统一的高精度面形模型。 2.2 表面微结构分析：深入探讨了表面粗糙度和微观形貌的测量。详细阐述了基于共聚焦显微镜、垂直扫描干涉仪（VSI）以及偏振光散射测量的原理。书中提供了量化表面散射（BRDF/BTDF）的方法，并将其与表面微结构参数（如均方根粗糙度、相关长度）的关联进行了数学建模，这对评估元件在实际工作环境中的性能至关重要。第三部分：光学系统性能评估与调制传递函数（MTF）分析本部分聚焦于对完整光学系统的成像质量进行定量评价。 3.1 MTF测量技术：全面解析了调制传递函数（MTF）的物理意义及其在成像系统评估中的核心地位。详细介绍了基于刀口（Slit Edge）扫描法、点扩散函数（PSF）分析法以及小孔衍射成像法的MTF现场测试流程与数据处理。书中强调了如何精确分离系统内各光学部件（如镜头组、光阑、探测器）对总MTF的贡献。 3.2 离轴与大视场成像系统测试：针对现代航空航天、遥感和生物医学成像中常见的大视场、离轴反射系统，本书提出了专门的测试策略。讨论了如何利用畸变图、场曲测量和相对照度分析来全面评估这类复杂系统的像差分布和整体成像性能。引入了波前传感技术在系统像差实时优化中的应用案例。第四部分：精密光学检测中的先进算法与数据处理随着测量设备分辨率的提高，数据处理和算法优化成为关键瓶颈。 4.1 计量数据反卷积与重构：详细介绍了如何利用先进的反卷积算法（如Lucy-Richardson算法、Wiener滤波）从受限带宽的测量数据中恢复真实的物理信息，尤其是在处理高频噪声和系统限制时。 4.2 机器学习在光学检测中的应用：探讨了如何利用深度学习模型对复杂的干涉图样、散射数据进行快速、稳健的模式识别与缺陷分类。例如，利用卷积神经网络（CNN）自动识别和定位表面微裂纹、晶格缺陷或残留应力引起的局部形貌异常。 4.3 计量学中的数值模拟：强调了将光学设计软件（如ZEMAX, CODE V）与计量仿真工具相结合的重要性。通过将实际测得的元件形貌数据导入到系统级仿真中，进行“虚拟装配”和“虚拟测试”，从而预测和优化系统的最终性能，实现设计与制造的闭环控制。第五部分：计量设备校准与溯源体系本部分关注保证测试数据准确性和可信度的关键环节。 5.1 标准件的建立与维护：阐述了如何利用高精度绝对测量技术（如激光干涉仪、原子力显微镜）制造和表征标准平面、标准球面和标准粗糙度样本。介绍了这些标准件在周期性校准和设备溯源中的关键作用。 5.2 计量系统验证与监测：提供了针对各类精密光学检测设备（包括干涉仪、轮廓仪、MTF测试仪）的系统验证方案（System Verification）。书中详细列出了验证的步骤、指标和可接受的公差范围，确保测试结果的长期稳定性和跨实验室的可比性。结论《光学系统测试与精密测量技术》旨在成为一本面向工程实践的参考书，它不仅教授“如何测量”，更深入解析了“如何理解测量结果”以及“如何将测量反馈到设计流程”的整体方法论。通过整合传统计量学原理、现代计算成像技术和前沿的智能数据处理方法，本书为推动光学制造和质量控制水平迈向更高精度提供了坚实的技术支撑。