


本书原著是光学检测领域的权威著作之一,从第1版到第3版的再版历时三十年时间,第一版都深受光学检测领域读者的欢迎。本书(原书第3版)详细介绍了光学检测领域的各种仪器、方法和技术手段,以及三十年来光学检测领域的最新重要进展。本书共分18章,主要内容包括:牛顿干涉仪,菲佐干涉仪,海丁格干涉仪,泰曼-格林干涉仪,共光路干涉仪,横向剪切干涉仪,径向、旋转和反转剪切干涉仪,多光束干涉仪和多通道干涉仪的技术原理和使用方法;介绍了傅科刀口法、细丝法和调相法,朗奇检验法,哈特曼光阑检验、哈特曼-夏克光阑检验及其他光阑检验,星点检验法,非球面波前和镜面的检验,泽尼克多项式与波前拟合,相移干涉测量,表面轮廓仪,多波长及白光干涉测量,散射表面光学检测,角度、棱镜、曲率半径和焦距的测量,光学面及其特性的数学描述等光学检测的主要技术手段和分析方法。本书可供从事光学检验、检测、测试、计量与研究、设计与制造工作的广大科技人员参考,也可作为教材供相关专业学生及教师使用。
封面
扉页
版权页
译丛序言
第3版译者的话
第3版序
目录
第1章 牛顿干涉仪、菲佐干涉仪和海丁格干涉仪
1.1 引言
1.2 牛顿干涉仪
1.2.1 光源尺寸的考虑
1.2.2 几种合适的光源
1.2.3 制作平面样板的材料
1.2.4 估计最大误差的简单方法
1.2.5 球面的测量
1.2.6 非球面的测量
1.2.7 不透明表面平面度测量
1.3 菲佐干涉仪
1.3.1 基本的菲佐干涉仪
1.3.2 光源相干性要求
1.3.3 准直透镜质量要求
1.3.4 液体基准面
1.3.5 激光作为光源的菲佐干涉仪
1.3.6 多光束菲佐干涉仪
1.3.7 近似平行板的测量
1.3.8 检测大口玻璃和熔融石英试样的不均匀性
1.3.9 测量杆、块和平板面的平行度和平面度
1.3.10 三面直角棱镜和直角棱镜的测量
1.3.11 菲佐干涉仪检测曲面
1.3.12 检测凹面和凸面
1.4 海丁格干涉仪
1.4.1 海丁格干涉仪的应用
1.4.2 用激光作为海丁格干涉仪光源
1.4.3 海丁格干涉仪的其他应用
1.5 平面的绝对测量
参考文献
第2章 泰曼-格林干涉仪
2.1 引言
2.2 分光镜
2.2.1 分光镜平板导致的光程差
2.2.2 平板分光镜的精度要求
2.2.3 偏振分光棱镜
2.2.4 非偏振分光棱镜
2.3 相干性要求
2.3.1 空间相干性
2.3.2 时间相干性
2.4 泰曼-格林干涉仪的应用
2.4.1 棱镜和衍射光栅的检测
2.4.2 透镜的检测
2.4.3 显微物镜的检测
2.5 干涉仪内部畸变的补偿
2.6 非等程干涉仪
2.6.1 几种特殊设计
2.6.2 提高条纹稳定性
2.7 开放光路干涉仪
2.7.1 马赫-泽德干涉仪
2.7.2 倾斜入射干涉仪
2.8 泰曼-格林光路结构的变形
2.8.1 多幅成像干涉仪
2.8.2 使用衍射分光镜的干涉仪
2.8.3 相位共轭干涉仪
2.9 泰曼-格林干涉图及其分析
参考文献
第3章 共光路干涉仪
3.1 引言
3.2 使用两块匹配散射板的伯奇干涉仪
3.2.1 菲涅耳波带片干涉仪
3.2.2 伯奇和菲涅耳波带片干涉仪检测非球面
3.2.3 伯奇和菲涅耳波带片干涉仪测量相移
3.3 双折射分光镜
3.3.1 萨瓦偏光镜
3.3.2 渥拉斯顿棱镜
3.3.3 双焦系统
3.4 横向剪切干涉仪
3.4.1 萨瓦偏光镜的使用
3.4.2 渥拉斯顿棱镜的使用
3.5 双焦干涉仪
3.6 桑德斯棱镜干涉仪
3.7 点衍射干涉仪
3.8 采用共光路干涉仪的泽尼克检测
参考文献
第4章 横向剪切干涉仪
4.1 引言
4.2 光源的相干性
4.3 横向剪切干涉计量的理论简介
4.3.1 球面和平面波前的干涉图样
4.3.2 横向剪切干涉中初级像差的干涉图样
4.4 未知波前的估计
4.5 平行光横向剪切干涉仪(白光补偿)
4.5.1 基于雅明(Jamin)干涉仪的横向剪切干涉装置
4.5.2 基于迈克耳逊干涉仪的横向剪切干涉装置
4.5.3 基于循环式干涉仪的横向剪切装置
4.5.4 基于马赫-泽德干涉仪的横向剪切装置
4.6 会聚光横向剪切干涉仪(白光补偿)
4.6.1 基于迈克耳逊干涉仪的横向剪切装置
4.6.2 基于马赫-泽德干涉仪的横向剪切装置
4.7 使用激光的横向剪切干涉仪
4.8 其他类型的横向剪切干涉仪
4.8.1 基于衍射原理的横向剪切干涉仪
4.8.2 基于偏振原理的横向剪切干涉仪
4.9 矢量剪切干涉仪
4.9.1 剪切干涉计量
4.9.2 定向剪切干涉仪
4.9.3 模拟干涉图样
4.9.4 实验结果
4.9.5 矢量剪切干涉仪和其他干涉仪的相似点和差别
参考文献
第5章 径向、旋转和反转剪切干涉仪
5.1 引言
5.2 径向剪切干涉仪
5.2.1 径向剪切干涉图样的波前评估
5.2.2 单光程径向剪切干涉仪
5.2.3 双光程径向剪切干涉仪
5.2.4 激光径向剪切干涉仪
5.2.5 厚透镜径向剪切干涉仪
5.3 旋转剪切干涉仪
5.3.1 光源大小未补偿的旋转剪切干涉仪
5.3.2 光源补偿的旋转剪切干涉仪
5.4 反转剪切干涉仪
参考文献
第6章 多光束干涉仪
6.1 发展简史
6.2 多光束干涉计量技术的精度
6.3 多光束菲佐干涉仪
6.3.1 干涉条纹的形成
6.3.2 菲佐干涉测量法
6.4 等色序条纹
6.5 多光束干涉测量中如何减少干涉条纹的间隔
6.6 平行平面法布里珀罗干涉仪
6.6.1 薄膜厚度的测量
6.6.2 表面平面度偏差
6.7 用法布里-珀罗干涉仪产生的托兰斯基干涉条纹
6.8 检验曲面用的多光束干涉仪
6.9 耦合干涉仪和串联干涉仪
6.9.1 耦合干涉仪
6.9.2 串联干涉仪
6.10 全息多光束干涉仪
6.11 法布里-珀罗干涉条纹近代的发展和应用
6.12 结束语
参考文献
第7章 多通道干涉仪
7.1 双通道干涉仪
7.1.1 像差分离
7.1.2 相干条件的抑制
7.1.3 提高精度的双通道干涉仪
7.2 多通道干涉仪
参考文献
第8章 傅科刀口法、细丝法及调相法
8.1 引言
8.2 傅科检验法和刀口检验法
8.2.1 说明
8.2.2 几何原理
8.2.3 物理原理
8.3 细丝检验法
8.4 普拉兹克-盖维俄拉检验法
8.5 调相检验法
8.5.1 泽尼克检验及其与斯马特干涉仪的关系
8.5.2 利奥特检验法
8.5.3 沃尔特检验法
8.6 朗奇-康芒检验法
8.7 结束语
参考文献
第9章 朗奇(Ronchi)检验法
9.1 引言
9.2 几何原理
9.2.1 初级像差的朗奇图
9.2.2 非球面的朗奇图
9.2.3 补偿朗奇光栅
9.3 波面形状的测定
9.3.1 普通情况
9.3.2 旋转对称的表面
9.4 物理原理
9.4.1 数学分析
9.4.2 条纹的对比度和锐度
9.4.3 物理原理与几何原理的关系
9.5 朗奇检验法的实际应用
9.6 其他几种相关的检验
9.6.1 同心圆环格栅
9.6.2 扫描朗奇检验法
9.6.3 边带朗奇检验法
9.6.4 洛厄检验法
9.6.5 朗奇-哈特曼和零哈特曼检验法
9.7 结束语
参考文献
第10章 哈特曼光阑检验、哈特曼-夏克光阑检验及其他光阑检验
10.1 引言
10.2 实例
10.3 矩形光阑的哈特曼检验
10.4 波面恢复
10.4.1 去倾斜与离焦
10.4.2 梯形积分法
10.4.3 索斯韦尔算法
10.4.4 多项式拟合
10.4.5 其他方法
10.5 四孔光阑的哈特曼检验
10.5.1 呈十字形的四孔
10.5.2 呈X 形的四孔
10.6 眼镜的哈特曼检验
10.7 采用非矩形光阑的哈特曼检验
10.7.1 哈特曼径向光阑
10.7.2 螺旋式光阑
10.8 哈特曼-夏克检验
10.9 交叉圆柱镜测试
10.10 光源阵列或者网格测试
10.10.1 会聚透镜检验
10.10.2 凹面和凸面的检验
10.11 迈克耳逊-加德纳-贝尼特检验法
10.12 其他进展状况
参考文献
第11章 星点检验法
11.1 引言
11.2 小像差星点检验
11.2.1 无像差爱里斑
11.2.2 离焦爱里斑
11.2.3 复合光
11.2.4 中心遮拦系统
11.2.5 小像差相关结论和现象
11.2.6 高斯光束
11.2.7 极小汇聚角(小菲涅耳数)
11.3 小像差实测结果
11.3.1 目视星点检测所观测到的现象
11.3.2 星点检验的光源
11.3.3 星点检验光学系统简图
11.3.4 显微镜物镜
11.4 大像差星点检验
11.4.1 球差
11.4.2 纵向色差
11.4.3 轴对称性
11.4.4 像散和彗差
11.4.5 畸变
11.4.6 非零位检验
11.5 由测得的斜率和曲率恢复波前
11.5.1 拉普拉斯变换和局部平均曲率
11.5.2 傅里叶变换迭代计算波前
11.5.3 光强传递方程
11.6 根据光强传递方程由两幅离焦像求解波前
11.7 根据傅里叶迭代变换由一幅离焦像求解波前
11.8 根据菲涅耳变换迭代由两幅或三幅离焦像求解波前
参考文献
第12章 非球面波前和镜面的检验
12.1 引言
12.2 一些检验非球面波前的方法
12.3 在非零位检测中干涉图的成像
12.4 一些零位检测的光路
12.4.1 平面和凹球面
12.4.2 望远镜折射式物镜
12.4.3 凹抛物面镜
12.4.4 凹椭球面或球面
12.5 凸双曲面的检测
12.5.1 海德类型检验
12.5.2 采用折射方式检验
12.6 检测圆柱面
12.7 早期的补偿器
12.7.1 柯德补偿器、伯奇补偿器和罗斯补偿器
12.7.2 多尔补偿器
12.8 奥夫纳补偿器
12.8.1 折射式奥夫纳补偿器
12.8.2 谢弗补偿器
12.8.3 折射式补偿器总结
12.9 反射式补偿器
12.9.1 反射式奥夫纳补偿器
12.9.2 反射式自适应补偿器
12.10 用于二次凹面的其他补偿检验法
12.11 使用实全息图的干涉仪
12.11.1 全息波前存储
12.11.2 全息检测板
12.12 应用综合全息图的干涉仪
12.12.1 CGH的制作
12.12.2 应用综合全息图的干涉仪
12.12.3 离轴CGH非球面补偿器
12.12.4 同轴CGH的非球面补偿器
12.12.5 CGH与补偿光学元件的组合使用
12.13 利用双波长全息图检验非球面
12.14 波前拼接
12.14.1 环形划分
12.14.2 圆形划分
12.14.3 动态倾斜开关
参考文献
第13章 泽尼克多项式与波前拟合
13.1 简介
13.2 具有圆形光瞳的旋转对称系统的像差
13.2.1 幂级数展开法
13.2.2 初级像差函数或赛德尔像差函数
13.2.3 二级像差函数或者施瓦兹希尔像差函数
13.2.4 泽尼克圆多项式展开
13.2.5 最小波像差方差时用泽尼克圆多项式表示平衡像差
13.2.6 幂级数系数和泽尼克多项式展开项系数的关系
13.2.7 赛德尔像差到泽尼克像差的转换
13.2.8 泽尼克像差到赛德尔像差的转换
13.3 含圆形光瞳而不含旋转对称轴的像差函数
13.3.1 泽尼克圆多项式展开
13.3.2 指数n、m和j的关系
13.3.3 泽尼克圆多项式像差的波面高度图、干涉图和点扩展图
13.3.4 初阶泽尼克像差及其与赛德尔像差的关系
13.4 泽尼克环多项式作为环形光瞳系统的平衡像差
13.4.1 平衡像差
13.4.2 泽尼克环多项式
13.4.3 泽尼克环多项式像差的波面高度分布图、干涉图和点扩展函数图
13.5 利用离散波前误差数据计算泽尼克系数
13.5.1 简介
13.5.2 正交系数和像差变量
13.5.3 正交多项式
13.5.4 泽尼克系数
13.5.5 数字化举例
13.6 总结
参考文献
第14章 相移干涉测量
14.1 导言
14.2 基本原理
14.3 PSI的优势
14.4 相移的方法
14.5 探测波前相位
14.6 数据采集
14.6.1 时域方法
14.6.2 空域方法
14.7 PSI算法
14.7.1 三步算法
14.7.2 最小二乘算法
14.7.3 卡雷算法
14.7.4 平均算法
14.7.5 哈里哈伦算法
14.7.6 2+1算法
14.7.7 生成算法的方法
14.7.8 评估算法的方法
14.7.9 算法总结
14.8 相移校准
14.9 误差源
14.9.1 相移误差
14.9.2 探测器的非线性
14.9.3 光源稳定性
14.9.4 量化误差
14.9.5 振动误差
14.9.6 空气湍流
14.9.7 有害条纹和其他相干效应
14.9.8 干涉仪的光学误差
14.10 探测器和空间采样
14.10.1 固体传感器
14.10.2 空间采样
14.11 品质函数
14.11.1 调制
14.11.2 残差
14.11.3 滤波
14.12 相位解包裹
14.12.1 一维解包裹
14.12.2 二维相位解包裹
14.12.3 路径跟踪算法
14.12.4 与路径无关的方法
14.13 非球面及扩展量程的PSI技术
14.13.1 混叠
14.13.2 子奈奎斯特干涉法
14.13.3 双波长PSI
14.13.4 子孔径拼接
14.14 其他分析方法
14.14.1 零交叉分析方法
14.14.2 同步检波
14.14.3 外差干涉测量法
14.14.4 锁相干涉测量法
14.14.5 空间同步检波和傅里叶方法
14.15 计算机处理和输出
14.16 实现和应用
14.16.1 商品化的测量仪器
14.16.2 干涉仪构造
14.16.3 绝对测量
14.16.4 光源
14.16.5 线性基准
14.17 PSI技术的发展趋势
参考文献
第15章 表面轮廓仪、多波长及白光干涉测量
15.1 表面轮廓仪介绍
15.1.1 接触式轮廓仪
15.1.2 光学轮廓仪
15.1.3 干涉型光学轮廓仪
15.1.4 确定系统性能的术语和问题
15.2 接触式轮廓仪
15.2.1 探针轮廓仪
15.2.2 扫描探针显微镜
15.2.3 AFM和探针轮廓仪的比较
15.3 光学轮廓仪
15.3.1 光学聚焦传感器
15.3.2 共焦显微镜
15.4 干涉光学轮廓仪
15.5 双波长和多波长技术
15.5.1 双波长相位测量
15.5.2 多波长相位测量
15.5.3 减少测量时间
15.6 白光干涉光学轮廓仪
15.6.1 白光干涉
15.6.2 图像构成
15.6.3 白光干涉图的信号处理
15.6.4 光源
15.6.5 白光条纹色散
15.6.6 干涉光学轮廓仪的其他名称
15.7 波长扫描干涉仪
15.7.1 波长可调谐光源
15.7.2 图像构成
15.7.3 信号分析
15.7.4 薄膜和平板厚度的测量
15.8 光谱分辨白光干涉测量
15.8.1 图像构成
15.8.2 信号分析
15.8.3 光谱干涉测量的其他名称
15.9 偏振干涉测量
15.9.1 微分干涉差显微镜(诺马斯基)
15.9.2 几何相移
15.10 光学测距方法
15.10.1 干涉测距
15.10.2 光学三角测量
15.10.3 渡越时间(TOF)
15.11 总结
参考文献
第16章 散射表面光学检测
16.1 莫尔条纹与条纹投影技术
16.1.1 简介
16.1.2 什么是莫尔条纹
16.1.3 莫尔条纹与干涉图
16.1.4 历史回顾
16.1.5 条纹投影技术
16.1.6 阴影莫尔条纹
16.1.7 投影莫尔条纹法
16.1.8 双角度全息术
16.1.9 共同特征
16.1.10 与传统干涉仪的比较结果
16.1.11 编码与结构光投影
16.1.12 应用
16.1.13 总结
16.2 全息与散斑测试
16.2.1 引言
16.2.2 用于非相消检测的全息干涉术
16.2.3 散斑干涉术与数字全息技术
参考文献
第17章 角度、棱镜、曲率半径和焦距的测量
17.1 引言
17.2 角度测量
17.2.1 圆度盘和测角器
17.2.2 自准直仪
17.2.3 干涉法测量角度
17.3 棱镜的测量
17.4 曲率半径的测量
17.4.1 机械方法测量曲率半径
17.4.2 光学方法测量曲率半径
17.5 焦距测量
17.5.1 光具座
17.5.2 焦距计
17.5.3 焦距测量的其他方法
参考文献
第18章 光学面及其特性的数学描述
18.1 光学面的定义
18.1.1 二次曲面的参数
18.1.2 几个有用的z的展开式
18.1.3 表面法线的像差
18.2 由非球面产生的焦散面
18.3 球面的初始像差
18.3.1 非球面的球差
18.3.2 凹面镜的彗差
18.3.3 凹面镜的像散
18.4 像散面
18.4.1 超环面
18.4.2 椭球面和扁圆球面的像散
18.4.3 球柱面
18.4.4 被测像散面和参考像散面
18.4.5 像散面之间的对比关系
18.5 离轴二次曲面
参考文献
封底
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