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第1章 光及光的干涉1

1.1 光及光的特性1

1.1.1 光学简史1

1.1.2 光的电磁理论4

1.1.3 偏振14

1.1.4 光场叠加及干涉条件23

1.1.5 衍射26

1.2 光的干涉34

1.2.1 干涉条纹对比度与光的相干理论34

1.2.2 实际光波的干涉43

1.2.3 分波前法干涉44

1.2.4 分振幅法干涉48

1.2.5 干涉仪中的瞳和窗58

习题70

参考文献71

第2章 常见干涉仪72

2.1 牛顿干涉仪72

2.1.1 牛顿干涉仪基本原理72

2.1.2 光学车间检验中的牛顿干涉仪应用74

2.2 迈克耳逊干涉仪77

2.2.1 迈克耳逊干涉仪基本原理77

2.2.2 迈克耳逊干涉仪应用79

2.3 菲索干涉仪82

2.3.1 菲索干涉仪基本原理82

2.3.2 Fizeau干涉仪应用实例：ZYGO干涉仪84

2.4 泰曼—格林干涉仪87

2.4.1 泰曼—格林干涉仪基本原理87

2.4.2 Twyman-Green干涉仪应用89

2.5 瑞利干涉仪91

2.5.1 瑞利干涉仪基本原理91

2.5.2 瑞利干涉仪测定气体折射率93

2.6 马赫—曾德干涉仪94

2.6.1 马赫曾德干涉仪基本原理95

2.6.2 马赫曾德光纤传感97

2.7 法布里—珀罗干涉仪99

2.7.1 法布里—珀罗干涉仪原理99

2.7.2 主要应用100

习题104

参考文献105

第3章 共路干涉仪107

3.1 散射板干涉仪107

3.1.1 散射板干涉仪基本原理107

3.1.2 散射板干涉仪干涉光强分布109

3.2 剪切干涉仪112

3.2.1 平行平板横向剪切干涉仪112

3.2.2 萨瓦偏振镜干涉仪113

3.2.3 渥拉斯顿棱镜干涉仪113

3.2.4 交叉光栅横向剪切干涉仪114

3.2.5 波带片径向剪切干涉仪115

3.2.6 环形径向剪切干涉仪115

3.3 双焦干涉仪116

3.3.1 双焦干涉仪基本原理116

3.3.2 双焦干涉轮廓仪118

3.4 点衍射干涉仪120

3.4.1 点衍射干涉仪原理121

3.4.2 点衍射干涉仪的应用124

3.5 米勒干涉仪126

习题128

参考文献129

第4章 非球面检测技术130

4.1 非球面的基本概念131

4.1.1 非球面的定义与分类131

4.1.2 非球面的性质133

4.2 非球面零位检测136

4.2.1 无像差点法136

4.2.2 零位补偿镜检测技术138

4.2.3 计算全息零位检测139

4.3 非球面的非零位检测141

4.3.1 非零位检测技术141

4.3.2 部分补偿干涉检测147

4.3.3 子孔径干涉检测150

4.4 组合干涉检测技术155

4.4.1 零位检测与零位检测的组合155

4.4.2 零位检测与子孔径拼接检测的组合156

4.4.3 非零位检测与非零位检测的组合158

4.5 面形误差的重构161

4.5.1 基于二倍关系的重构161

4.5.2 基于理论波前的重构163

4.5.3 基于逆向迭代的重构165

4.5.4 误差分析169

4.6 子孔径拼接技术170

4.6.1 拼接算法170

4.6.2 子孔径划分174

4.6.3 子孔径拼接误差分析177

4.6.4 NASSI子孔径拼接与面形重构179

习题183

参考文献184

第5章 精密长度及振动测量干涉体系190

5.1 激光干涉测长技术191

5.1.1 激光干涉测长系统的工作原理191

5.1.2 激光光源的模式选择192

5.1.3 干涉测长的动镜选择194

5.1.4 干涉体系的可逆计数及移相201

5.1.5 白光干涉定位技术204

5.2 激光干涉测振技术207

5.2.1 激光干涉测振系统校准原理207

5.2.2 频率比测振209

5.2.3 贝塞尔函数测振210

5.3 外差技术211

5.3.1 外差测长原理212

5.3.2 外差测长的关键技术214

5.3.3 外差测长的应用216

5.4 纳米测试技术中的谐振增强技术217

5.4.1 AFM直流测量技术217

5.4.2 微弱信号检测的锁相技术218

5.4.3 AFM谐振增强技术220

习题222

参考文献223

第6章 干涉相位调制及解调技术224

6.1 时间相位调制及解调技术224

6.1.1 基本原理224

6.1.2 时间相位调制的实现方法225

6.1.3 时间相位解调方法227

6.2 空间相位调制及解调技术236

6.2.1 空间线性载波及解调237

6.2.2 频域泄漏效应的影响及处理239

6.2.3 环形径向剪切干涉测量系统245

6.3 偏振相位调制技术247

6.3.1 基本原理247

6.3.2 正交线偏振光相位调制系统250

6.4 同步移相技术254

习题258

参考文献258

第7章 干涉系统应用中的精密扫描与定位系统262

7.1 压电效应263

7.1.1 压电效应和压电晶体263

7.1.2 压电陶瓷逆压电效应的性质264

7.2 压电叠堆扫描系统266

7.2.1 压电扫描位移模块266

7.2.2 压电扫描控制269

7.3 压电扫描微位移器检测270

7.4 压电扫描微位移器应用举例275

7.5 压电直线电机278

7.5.1 蠕动式压电直线电机279

7.5.2 冲击式压电直线电机281

7.6 柔性铰链压电系统282

7.6.1 柔性铰链的基本模型结构283

7.6.2 柔性铰链压电扫描系统284

7.7 各种精密扫描与定位系统的比较285

习题286

参考文献286

第8章 新型干涉仪288

8.1 偏振光干涉仪289

8.1.1 偏振光干涉原理289

8.1.2 偏振光干涉仪及应用291

8.2 光纤干涉仪294

8.2.1 光纤基础知识294

8.2.2 常见光纤干涉仪297

8.2.3 光纤干涉仪的典型应用299

8.3 全息干涉仪302

8.3.1 全息基本原理303

8.3.2 全息干涉技术305

8.3.3 全息干涉仪的典型应用307

8.4 散斑干涉仪309

8.4.1 散斑基础309

8.4.2 散斑干涉测量310

8.4.3 散斑干涉仪的典型应用313

习题315

参考文献315

第9章 干涉光谱技术316

9.1 光谱仪器常见术语317

9.1.1 自由光谱区317

9.1.2 分辨本领317

9.1.3 光谱仪亮度和聚光本领318

9.2 光谱技术的发展及分类318

9.2.1 色散型光谱仪319

9.2.2 干涉型光谱仪319

9.2.3 其他的新型光谱仪320

9.3 干涉光谱技术321

9.3.1 空间分离型干涉光谱技术322

9.3.2 傅里叶变换干涉光谱技术325

9.4 干涉（傅里叶变换）成像光谱技术332

9.4.1 时间调制型干涉成像光谱仪333

9.4.2 基于三角共路（Sagnac）分束器的空间调制型干涉成像光谱仪334

9.4.3 基于偏振器件的空间调制型干涉成像光谱仪337

9.4.4 小结339

9.5 基于广角迈克尔逊干涉仪的干涉成像光谱仪340

9.5.1 概述340

9.5.2 广角迈克尔逊干涉仪的基本原理340

9.5.3 被动大气遥感中的广角迈克尔逊干涉仪342

9.6 高光谱分辨率激光雷达343

9.6.1 概述343

9.6.2 FP滤光器346

9.6.3 FWMI滤光器351

9.6.4 FPI和FWMI滤光器在HSRL中性能的比较353

习题356

参考文献356

第10章 干涉图分析中的关键技术360

10.1 迈克尔逊干涉图及其表示361

10.2 单幅闭合干涉图相位解调技术364

10.2.1 单幅闭合干涉图相位解的不唯一性364

10.2.2 正则化相位跟踪技术365

10.2.3 路径无关正则化相位跟踪技术367

10.2.4 正交多项式相位拟合技术369

10.3 两幅随机相移干涉图相位解调技术373

10.4 相位解包裹技术375

10.4.1 一维相位解包裹375

10.4.2 二维相位解包裹377

10.5 正交多项式波面拟合技术379

10.5.1 Zernike多项式379

10.5.2 Zernike多项式在非圆域上的正交化381

10.5.3 Zernike多项式波面拟合386

习题387

参考文献388